JPH06285448A - 水中清掃ロボット - Google Patents

水中清掃ロボット

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JPH06285448A
JPH06285448A JP5074887A JP7488793A JPH06285448A JP H06285448 A JPH06285448 A JP H06285448A JP 5074887 A JP5074887 A JP 5074887A JP 7488793 A JP7488793 A JP 7488793A JP H06285448 A JPH06285448 A JP H06285448A
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JP
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hose
recovery
piled
load
deposit
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JP5074887A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhito Miwa
一仁 三輪
Yutaka Yamada
山田  豊
Manabu Miura
学 三浦
Minoru Hiuga
稔 日向
Yasunobu Kotani
安信 小谷
Takayasu Sakai
隆康 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 清掃作業を機械化して劣悪な環境下での人力
による清掃作業をなくし、能率よく清掃作業を行う。 【構成】 浮力タンク3A,3B と、垂直スラスタ4L,4R,5
L,5R および水平スラスタ6L,6R と、クローラ式走行装
置7とを備えたロボット本体1に堆積物回収装置13を設
け、この堆積物回収装置13を、ロボット本体1の前部に
設けられて前面が開口するケーシング14と、このケーシ
ング14内の前部に破砕用駆動軸21に破砕刃22が取り付け
られて堆積物を破砕する破砕装置15と、ケーシング14の
後部に接続されて地上側に堆積物スラリーを搬送する回
収ホース16と、破砕装置15の後方で螺旋スクリユー25L,
25R を回転して破砕された堆積物を回収ホース16の入口
に集める収集装置17とで構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば発電所等の取
水路や排水路に堆積した海生生物を除去回収する水中清
掃ロボットに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、発電所等の取水路や排水路に堆積
したイガイ、フジツボ、海草類などの海生生物やヘド
ロ、砂などの堆積物を除去回収する作業は、人力による
作業が主流を占めていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、これら水
路の清掃作業は人員と時間を多く要し、劣悪な環境下で
の作業で、人手不足や人件費の問題等を抱え、能率も悪
いものであった。
【0004】本発明は、上記問題点を解決して、清掃作
業を機械化して劣悪な環境下での人手による清掃作業を
なくし、能率よく清掃作業が行える水中清掃ロボットを
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の水中清掃ロボットは、浮力タンクと姿勢制
御用推進装置と走行装置を備えたロボット本体に堆積物
回収装置を設け、この堆積物回収装置を、ロボット本体
の前部に設けられて前面が開口するケーシングと、この
ケーシング内の前部に配置されて堆積物を破砕する回転
式破砕装置と、ケーシングの後部に接続された回収ホー
スと、破砕装置の後方で破砕された堆積物を回収ホース
の入口に集める収集装置とで構成したものである。
【0006】また、上記構成の水中清掃ロボットの回収
ホースの途中に介在された水中ポンプに負荷を検出する
負荷検出手段を設け、この負荷検出手段の検出値によ
り、走行装置を制御してロボット本体の清掃速度を調整
する回収負荷制御装置を設けたものである。
【0007】さらに先の構成の水中清掃ロボットの回収
ホースの入口と水中ポンプの吸入側の間に水中に開口し
開閉弁を有するバイパス管を接続し、前記水中ポンプに
設けた負荷検出手段の検出値に基づいて前記開閉弁を開
閉する回収負荷制御装置を設けたものである。
【0008】
【作用】上記構成において、清掃作業を行う場合には、
クレーン等を使用してロボット本体を水路に着水させ、
浮力タンクおよび推進装置により移動させてロボット本
体を所定方向に向けて着底させ、走行装置によりロボッ
ト本体を前進させて、破砕装置により前方に堆積する堆
積物を所定の大きさに破砕してケーシング内に取込み、
収集装置により回収ホース入口に集めて回収ホースから
陸上に堆積物スラリーを排出する。したがって、このロ
ボット本体を水路の底部に沿って所定経路を移動させる
ことにより、水路に堆積する堆積物を破砕回収すること
ができる。
【0009】また、水中ポンプの負荷検出手段の検出値
に基づいて、ロボット本体の走行速度を調整して清掃回
収速度を制御する回収負荷制御装置により、回収ホース
の閉塞を未然に防止するとともに、常に回収能力を充分
に発揮できる清掃速度で堆積物回収装置を稼働させるこ
とができ、効率よく堆積物を破砕し堆積物スラリーを回
収することができる。
【0010】さらに、水中ポンプの負荷検出手段の検出
値に基づいて、バイパス管から回収ホース内に水のみを
吸入する負荷制御装置を設けることにより、堆積物の急
激な吸い込みを一時中断して水のみを吸入させ、回収し
た堆積物スラリーの濃度を下げて回収ホースの閉塞を未
然に回避することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明に係る水中清掃ロボットの一実
施例を図面に基づいて説明する。この水中清掃ロボット
1は、遊泳および姿勢変更機能、自動走行機能、自動回
避機能および堆積物自動回収機能を具備し、堆積物自動
回収機能には、堆積物収集破砕機構、回収物陸上搬送機
構、回収負荷調整機構、閉塞防止機構を備えている。
【0012】〔遊泳および姿勢変更機能〕この水中清掃
ロボット1のロボット本体2には、前後位置に配置され
てバラスト水を給排出可能な浮力タンク3A,3Bが設
けられるとともに、四隅位置に前部および後部垂直スラ
スタ4L,4R,5L,5Rが配置され、また後部両側
に水平スラスタ6L,6Rが配置されている。そして、
ロボット本体2の底部にはクローラ式走行装置7が設け
られており、図5に示すように、地上からエアーホース
8を介して浮力タンク3A,3Bに空気が注入されてロ
ボット本体2は海水中で浮遊状態となり、さらに陸上か
ら操作ケーブル9を介して各スラスタ4L,4R,5
L,5R,6L,6Rを遠隔操作することにより、ロボ
ット本体2を水中で前進・後進、左右旋回、上昇下降す
ることができる。10はロボット本体2の上部中央に設
けられた揚収用ピンで、クレーンの吊下部材10aに嵌
脱自在に構成されている。
【0013】〔堆積物自動回収機能〕このロボット本体
2の前部には、一対の支持アーム11および昇降用シリ
ンダー装置12を介して堆積物収集破砕機構を有する堆
積物回収装置13が設けられている。この堆積物回収装
置13は、図1に示すように、両側部が支持アーム11
に回動自在に支持されて前面が開口するケーシング14
と、ケーシング14内の前部に配置されて堆積物を破砕
する回転式破砕装置15と、ケーシング14の後部に接
続された回収ホース16と、破砕装置15の後方で破砕
された堆積物を回収ホース16の入口16aに集めるス
クリュー式収集装置17とで構成され、前記回収ホース
16の途中には、堆積物回収装置13により回収された
堆積物スラリーを連続的に陸上に送り出す水中ポンプ1
8がロボット本体2内に介在されている。
【0014】前記回転式破砕装置15は、図6,図7に
示すように、ケーシング14の開口部14aに所定間隔
をあけて上下2段に配置された水平方向の破砕用駆動軸
21と、駆動軸21の周囲四方向に多数突設された破砕
刃22と、破砕用駆動軸21の両端部に設けられた破砕
用モーター23からなり、開口部14aに臨む堆積物を
回収ホース16で排出可能な大きさに破砕することがで
きる。
【0015】前記スクリュー式収集装置17は、図6,
図8に示すように、破砕用駆動軸21間の後方に配置さ
れた水平方向の収集用駆動軸24と、左右逆方向に設け
られた軸付2条螺旋スクリュー25L,25Rと、収集
用駆動軸24の両端部に設けられた収集用モーター26
からなり、破砕装置15により破砕された堆積物を一定
量ずつ回収ホース16の入口16aに寄せ集めて吸引さ
せ、水中ポンプ18により陸上に送り出すことができ
る。(回収物陸上搬送機構) また、回収負荷調整機構は、図6に示すように、回収ホ
ース16の水中ボンプ18の吸入側と吐出側に、それぞ
れ流体圧力を検出する水圧計(水中ポンプ18の負荷検
出手段)31A,31Bを設け、これら水圧計31A,
31Bの検出値を回収負荷制御装置32に入力して、あ
る一定時間(走行距離)内における圧力差が小さい場合
には、堆積物回収装置13内の堆積物の量が少ないと判
断して、ドライバー33を介して走行装置7の駆動アク
チュエーター34の回転速度を上げ、反対に圧力差が大
きい場合には、堆積物回収装置13内の堆積物の量が多
いと判断して、ドライバー33を介して走行装置7の駆
動アクチュエーター34の回転速度を下げるように構成
されている。この様に水中ポンプ18の吸入側と吐出側
との水圧差により、ロボット本体2の走行装置7の走行
速度を調整して堆積物の回収量を制御することができ、
過剰回収負荷による回収ホース16の閉塞を防止すると
ともに、常に効率よく堆積物を回収することができる。
【0016】さらに、閉塞防止機構は、回収ホース16
の入口16aと水中ポンプ18の吸入側との間に、開閉
弁41を有して海水中に開口するパイパス管42を接続
し、前記水圧計(水中ポンプ18の負荷検出手段)31
A,31Bの圧力差が一定範囲以上に上昇すると、回収
負荷制御装置32により、回収ホース16が閉塞したか
または閉塞に近い状態となって水中ポンプ18が過負荷
になっていると判断して、前記開閉弁41を開き、パイ
パス管42から回収ホース16内に海水のみを吸引させ
ることにより、水中ポンプ18および回収ホース16内
の堆積物スラリーの濃度を希釈し、閉塞を未然に防止す
ることができる。
【0017】〔自動走行機能〕あらかじめ制御装置に入
力された走行パターンに従って走行装置7を自動操縦
し、水路の堆積物を回収しながら前後左右に水中清掃ロ
ボット1の走行方向を変更するように構成されている。
たとえば、水路の側壁とロボット本体2との距離を超音
波センサー等で検出するとともに、移動距離を操作ケー
ブルの繰り出し距離で検出して、水路内の所定距離を複
数回往復移動するパターンで清掃作業を行う。また、前
記ロボット本体2の前部と後部に設けられた監視用カメ
ラ43A,43Bを使用して遠隔で手動操作を行うこと
もできる。
【0018】〔自動回避機能〕あらかじめ設定した水路
内の回収不可能箇所または走行不可能箇所に水中清掃ロ
ボット1が到達すると、自動的に堆積物回収装置13を
停止し、走行が可能な場合には、昇降用シリンダー装置
12により堆積物回収装置13を上方に回動して障害物
を回避し、走行装置7を起動して通過させる。また、走
行が不可能な場合には地上からエアーホース8を介して
浮力タンク3A,3Bに空気を注入して浮力をあたえロ
ボット本体2を浮上させ、水平スラスタ6L,6Rによ
りロボット本体2を走行可能な位置まで遊泳前進させ
る。そして、着底後、再度堆積物破砕回収作業を再開す
る。着底位置に堆積物がある場合には、浮遊状態で堆積
物を回収除去してから着底させる。もちろん、手動操作
による障害物回避操作も可能である。
【0019】また、この水中清掃ロボット1の陸上支援
設備として、図5に示すように、エアーホース用リール
装置51、回収ホース16が接続された固水分離器5
2、ロボット本体2の搬入搬出用クレーン(図示せ
ず)、ケーブル巻取器53を介して操作ケーブル9を巻
き取るケーブル用リール装置54および水中清掃ロボッ
ト1を遠隔操作するためのロボット制御操作室55が設
けられている。
【0020】上記水中清掃ロボット1による水路Lの清
掃作業を説明する。先ず、水中清掃ロボット1と陸上支
援設備とを水路の側部に配置し、水中清掃ロボット1に
エアーホース8、操作ケーブル9および回収ホース16
を接続し、クレーンにより揚収用ピン10を玉掛けして
マンホールMから水路L中に降下投入する。そして、浮
力タンク3A,3Bによりロボット本体2の浮力を調整
して中立浮遊させ、垂直スラスタ4L,4R,5L,5
Rおよび水平スラスタ6L,6Rを駆動して水中清掃ロ
ボット1を所定の清掃開始位置に着底配置する。なお,
着底部に堆積物がある場合には浮遊状態で堆積物回収装
置13を駆動して堆積物を回収すればよい。
【0021】次に堆積物回収装置13を駆動するととも
に走行装置7を駆動し、自動走行機能により予め設定さ
れた経路を走行させて水路Lの堆積物を破砕回収除去す
る。障害物があると、自動回避機能により、障害物を回
避して再度回収作業を続行する。作業終了後には水中清
掃ロボット1をマンホールM下方にまで戻し、クレーン
により水中清掃ロボット1を水路LからマンホールMを
介して吊り上げ回収する。
【0022】上記実施例によれば、人手による作業を機
械化するとともに、作業員の省人化および安全性を高め
効率良く清掃作業を行うことができ、また各種自動調整
機構により、常時監視によるロボット操作に比べて作業
員の負担を大幅に軽減することができるとともに、回収
効率を向上して作業時間を短縮することができる。すな
わち、破砕刃22を備えた回転式破砕装置15により、
大形の貝や海生生物の固まりなどの堆積物を適当な大き
さに砕いて回収するとともに、回収負荷調整機構および
閉塞防止機構により回収ホース16の閉塞を防止するの
で、回収ライン閉塞による停止復旧作業もなくなり、能
率よく清掃作業を行うことができる。さらに、自動走行
機能および自動回避機能により、複雑な水路形状や高い
段差、縦曲がりのために落差が数十mにも及ぶ場合で
も、連続して清掃作業を続行することができ、効率よく
清掃作業を行うことができる。
【0023】
【発明の効果】以上に述べたごとく本発明によれば、走
行装置により着底したロボット本体を前進させるととも
に、回転式破砕装置により堆積物を適当な大きさに破砕
し、堆積物スラリーを収集装置により回収ホースの入口
に集めて回収ホースにより陸上に搬送回収するので、ホ
ースの閉塞も少なく、水路に堆積する堆積物を効率よく
破砕回収することができ、浮力タンクと姿勢制御用推進
装置により、ロボット本体の姿勢制御および障害物回避
を容易に行うことができる。
【0024】また、水中ポンプの負荷検出手段の検出値
に基づいて、ロボット本体の走行速度を調整して清掃回
収速度を制御する回収負荷制御装置により、回収ホース
の閉塞を未然に防止するとともに、常に回収能力を充分
に発揮できる清掃速度で堆積物回収装置を稼働させるこ
とができ、効率よく堆積物スラリーを破砕回収すること
ができる。
【0025】さらに、水中ポンプの負荷検出手段の検出
値に基づいて、バイパス管から回収ホース内に水のみを
吸入させる回収負荷制御装置により、堆積物の急激な吸
い込みを一時中断して水のみを吸入させ、回収した堆積
物スラリーの濃度を下げて回収ホースの閉塞を未然に回
避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る水中清掃ロボットの一実施例を示
す側面図である。
【図2】同水中清掃ロボットの平面図である。
【図3】同水中清掃ロボットの正面図である。
【図4】同水中清掃ロボットの背面図である。
【図5】同水中清掃ロボットの使用状態図である。
【図6】同堆積物回収装置の回収負荷調整機構および閉
塞防止機構を示す構成図である。
【図7】同堆積物回収装置の正面図である。
【図8】同堆積物回収装置の正面断面図である。
【符号の説明】
1 水中清掃ロボット 2 ロボット本体 3A,3B 浮力タンク 4L,4R 前部垂直スラスタ 5L,5R 後部垂直スラスタ 6L,6R 水平スラスタ 7 クローラ式走行装置 8 エアーホース 9 操作ケーブル 13 堆積物回収装置 14 ケーシング 15 回転式破砕装置 16 回収ホース 17 スクリュー式収集装置 18 水中ポンプ 22 破砕刃 23 破砕用モーター 25L,25R 螺旋スクリュー 26 収集用モーター 31A,31B 水圧計 32 回収負荷制御装置 41 開閉弁 42 バイパス管 52 固水分離器 55 ロボット制御操作室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日向 稔 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 小谷 安信 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 酒井 隆康 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 浮力タンクと姿勢制御用推進装置と走行
    装置を備えたロボット本体に堆積物回収装置を設け、こ
    の堆積物回収装置を、ロボット本体の前部に設けられて
    前面が開口するケーシングと、このケーシング内の前部
    に配置されて堆積物を破砕する回転式破砕装置と、ケー
    シングの後部に接続されて地上側に延びる回収ホース
    と、破砕装置の後方で破砕された堆積物を回収ホースの
    入口に集める収集装置とで構成したことを特徴とする水
    中清掃ロボット。
  2. 【請求項2】 回収ホースの途中に介在された水中ポン
    プに負荷を検出する負荷検出手段を設け、この負荷検出
    手段の検出値により、走行装置を制御してロボット本体
    の清掃速度を調整する回収負荷制御装置を設けたことを
    特徴とする請求項1記載の水中清掃ロボット。
  3. 【請求項3】 回収ホースの入口と水中ポンプの吸入側
    の間に水中に開口し開閉弁を有するバイパス管を接続
    し、前記水中ポンプに設けた負荷検出手段の検出値に基
    づいて前記開閉弁を開閉する回収負荷制御装置を設けた
    ことを特徴とする請求項1記載の水中清掃ロボット。
JP5074887A 1993-04-01 1993-04-01 水中清掃ロボット Pending JPH06285448A (ja)

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ID=13560335

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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