JPH08266666A

JPH08266666A - 火災用ロボット設備

Info

Publication number: JPH08266666A
Application number: JP7072001A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nakamura; 雅之中村
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1995-03-29
Publication date: 1996-10-15
Anticipated expiration: 2020-01-19
Also published as: JP3612776B2

Abstract

(57)【要約】【目的】火災用ロボットの流体継手の着脱を簡単、か
つ、確実に行えるようにするとともに、火災用ロボット
の電源を十分に確保する。【構成】流体継手と給受電装置を備えた火災用ロボット
設備において；該流体継手が、該供給管部の接触面と受
給管部の接触面とを当接させ、該供給管部の縮径された
放出口と受給管部の受給口とを連通せしめた接触式流体
継手であって、前記両管部の接触面間に前記放出口及び
受給口と連通する吸引部を備えており；該給受電装置
が、火災用ロボットに設けられた充電式電池を充電する
非接触式受電手段と、該非接触式受電に給電する非接触
式給電手段を前記移動経路に沿って配設された非接触式
給電手段と、からなるスポット式給受電装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、火災時に消火を行う
火災用ロボット設備に関するもので、特に火災用ロボッ
トに流体継手及び給受電装置を設けた火災用ロボット設
備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の火災用ロボットとして、特開昭６
４−２９２７４号や特開昭６３−１２２４７２号が知ら
れている。前者の火災用ロボットは火災時に火災地点ま
で移動し、搭載した消火剤を放出するか、又は、予め設
備上移動しない定点に設けられた消火剤送液管の給水ジ
ョイントと火災用ロボットの消火剤取込ジョイントとを
接続し、そこから消火剤を供給し、それを消火剤送液管
の先端に設けた消火用ノズルから放出するように構成さ
れている。

【０００３】後者の火災用ロボットは消火剤を積んでお
り、火災時にロボットに搭載されている電池により電動
モータを駆動し、火災地点まで移動し、消火剤を放出す
るように構成されている。この電池が放電した場合に
は、正規電圧に充電されている電池と交換するか、もし
くは、電池をコンセントに接続し、充電器を介して充電
するかしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者の従来例には次の
様な問題がある。（１）消火剤送液管の固定給水口と消火剤取込口とを接
続する際に、その給水ジョイントを取込ジョイントに固
定させるための支持具が必要なため、設備費及び保守の
面から問題があった。

【０００５】（２）両ジョイントの接触面間には、水漏
れを防止するためパッキンを介在せしめている。しか
し、このパッキンは老朽化すると水漏れが生じるので、
交換しなければならない。その上、パッキンの老朽程度
を監視しなければならないので、保守点検が面倒であ
る。

【０００６】後者の従来例には次の様な問題がある。（１）電池交換する場合は、常に交換用電池を用意して
おくとともに、その電圧を規定電圧に維持しておかねば
ならず、その維持管理が面倒である。

【０００７】（２）充電する場合には、電圧低下するご
とにコンセントにいちいち接続する必要があるととも
に、充電が完了したらコンセントを取り外す必要があ
り、非常に面倒である。（３）電池を動力源としているので、長時間にわたる給
電は困難である。そのため、火災用ロボットの行動範囲
や消火あるいは火災監視などの能力に制約を受ける。

【０００８】この発明は、上記事情に鑑み、火災用ロボ
ットの流体継手の着脱を簡単、かつ、確実に行えるよう
にすることを目的とする。

【０００９】他の目的は、火災用ロボットの電池をコン
セントに接続することなく簡単に充電するとともに、該
火災用ロボットの行動範囲や消火あるいは火災監視など
の能力に制約を受けない様にすることである。更に他の
目的は、充電式畜電池を用いる事無く火災用ロボット設
備を制御することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、次の様に構
成することにより前記目的を達成しようとするものであ
る。

【００１１】第１の発明は、火災用ロボットの移動経路
に沿って供給管部を配設し、該供給管部と火災用ロボッ
トの受給管部とを流体継手を介して連通せしめるととも
に、該火災用ロボットに給電するための給受電装置を備
えた火災用ロボット設備であって；前記流体継手が、該
供給管部の接触面と受給管部の接触面とを当接させ、該
供給管部の縮径された放出口と受給管部の受給口とを連
通せしめた接触式流体継手であって、前記両管部の接触
面間に前記放出口及び受給口と連通する吸引部を備えて
おり；該給受電装置が、火災用ロボットに設けられた充
電式電池を充電する非接触式受電手段と、前記移動経路
に沿って少なくとも一ヶ所に配設され、かつ、該非接触
式受電手段に給電する非接触式給電手段と、からなるス
ポット式給受電装置であることを特徴とする火災用ロボ
ット設備、である。

【００１２】第２発明は、火災用ロボットの移動経路に
沿って供給管部を配設し、該供給管部と火災用ロボット
の受給管部とを流体継手を介して連通せしめるととも
に、該火災用ロボットに給電するための給受電装置を備
えた火災用ロボット設備であって；前記流体継手が、縮
径された放出口を備え、圧力流体の圧力エネルギを速度
エネルギに変換する供給管体と、該放出口と連通間隔を
介して対向する受給口を備え、前記圧力流体の速度エネ
ルギを圧力エネルギに変換する受給管体と、からなる非
接触式流体継手であり；前記給受電装置が、該移動経路
に沿って延伸して設置された給電用配線と、該火災用ロ
ボットに設けられ、かつ、該給電用配線に流れる電流を
無接触で検出する受電コイルと、からなる全線式給受電
装置であることを特徴とする火災用ロボット設備、であ
る。

【００１３】

【作用】第１の発明の作用について説明する。火災用ロ
ボットを火災発生地点に向って移動経路を進行させ、火
災発生地点近傍の供給管部の放出口と火災用ロボットの
受給管部の受給口とを対向させる。この時、非接触式受
電手段が、非接触式給電手段に近接して給電が開始され
充電式蓄電池が充電される。そして、受給管部の接触面
と供給管部の接触面とを当接させ、供給管部の放出口と
受給管部の受給口とを連通させる。供給管部に圧力流体
を供給すると、該圧力流体は放出口で絞り込まれ、圧力
エネルギは速度エネルギに変換される。そして、該流体
は受給口に流入し、受給管部内で再び圧力エネルギに変
換された後排出される。

【００１４】この時、放出口、受給口近傍の流体圧力は
著しく低下し負圧となるので、吸引部内も負圧となる。
そのため、供給管部の接触面と受給管部の接触面は互い
に強く引き合うので、両管部は強固に接続されて一体と
なる。

【００１５】又、第２の発明では、火災用ロボットの受
電体は、給電用配管から無接触で受電しながら電動モー
タを駆動させ、火災発生地点近傍の供給管部で停止し、
供給管部の放出口と受給管部の受給口とを連通間隔を介
して対向させる。供給管部に圧力流体を供給すると、該
圧力流体は放出口で絞り込まれ、圧力エネルギは速度エ
ネルギに変換される。そのため、該流体は、所定の速度
を有するようになる。その後、該流体は所定の速度で連
通間隔を飛び受給口に供給される。受給口に流入した該
流体は、受給管部内で再び圧力エネルギに変換された
後、出口から排出される。

【００１６】

【実施例】この発明の第１実施例を図１〜図１０により
説明する。トンネルの走行路の側壁上部又は真上にモノ
レ−ル３０を設け、該モノレ−ル３０に車輪１１を介し
て火災用ロボット１０を設ける。

【００１７】この火災用ロボット１０は、例えば、消
火、火災監視用の消火用ロボットであり、間隔をおいて
複数配設されている。前記モノレ−ル３０は、火災用ロ
ボットの走行を案内する移動経路で、例えば、前記トン
ネルの他、石油化学工場などのプラント設備の敷地、工
場内、ビルなどの建物内や建物外、屋内展示場、屋内競
技場、などの消火対象物に沿って配設される。

【００１８】このモノレ−ル３０には前記火災用ロボッ
ト１０を待機させるロボットステ−ション３１が間隔を
あけて複数設けられている。このロボットステ−ション
３１は開閉自在なボックスである。

【００１９】モノレ−ル３０には、所定間隔、例えば、
２５ｍ間隔、に移動定点３２が設けられている。この移
動定点３２は火災用ロボット１０が消火、或いは火災監
視のため移動する時の停止位置である。

【００２０】火災用ロボット（移動式ロボット本体）１
０には、充電式蓄電池２０が設けられており、この蓄電
池２０は、電動モ−タ１２、モニタノズル１３の方向制
御用モ−タ２１、電動ポンプ１５、制御装置１７、アン
テナ１９付きの送受信器１８などに電源を供給する。

【００２１】前記電動モ−タ１２はチェ−ンなどを介し
て車輪１１を正転／逆転させ火災用ロボット１０を走行
させる。又、電動ポンプ１５は、連結配管１６に設けら
れているが、該連結配管１６は延伸装置２３を介して受
給管部１３０に接続されている。前記受給管部１３０の
先端部には、接触式流体継手１１０が設けられている。

【００２２】２２は監視用テレビカメラ、４０は消火剤
の貯蔵部、４１は火災受信機４４とアンテナ４３を有す
る送受信器４２とが接続されている制御盤、４５は火災
受信機４４に接続され、かつ、トンネルの側壁に間隔を
おいて複数配設された火災感知器、をそれぞれ示す。こ
の火災感知器４５として、例えば、熱、煙、炎の光、ガ
ス、臭いなどによる各種感知器があるが、必要に応じて
適宜選択される。なお、４７は連絡管３３を介して供給
配管１００に接続され、かつ、制御盤４１により制御さ
れる給水ポンプである。

【００２３】供給配管１００は、モノレール３０に沿っ
て配設され、該配管１００には移動定点３２に対応して
複数の供給管部１２０が設けられている。この供給管部
１２０には、弁１３５と接触式流体継手１１０が設けら
れている。

【００２４】前記接触式流体継手１１０は図４に示す様
に、供給管部１２０と受給管部１３０とから構成されて
いる。

【００２５】供給管部１２０の供給路１２３は直径Ｄに
形成されているが、その先端部は絞り込まれ、断面円錐
台状をなしている。放出口１２１の直径ｄは、前記直径
Ｄに比べ大幅に縮径されている。両直径の割合ｄ／Ｄは
必要に応じて適宜決定されるが、例えば、ｄ／Ｄは１／
５が選ばれる。

【００２６】供給管部１２０の先端にはフランジ１２２
が設けられている。この供給管部１２０の先端面は接触
面１２４をなしているが、この接触面１２４は、平滑
に、かつ、軸心Ｃに対して垂直状に形成されている。

【００２７】受給管部１３０には受給路１３３が設けら
れているが、この受給路１３３は、出口１３６に向って
次第に広がっている。受給口１３１の直径ｗは前記放出
口１２１の直径ｄより若干大きく形成されている。該両
直径の割合ｄ／ｗは必要に応じて適宜選択され、例え
ば、ｄ／ｗは０．９が選ばれる。前記放出口１２１と受
給口１３１とは対向しており、両口１２１、１３１の軸
心は該流体継手１１０の軸心Ｃ上に位置している。

【００２８】受給管部１３０の後端には、フランジ１３
２が設けられている。この受給管部１３０の後端面は、
接触面１３４をなしているが、この接触面１３４は平滑
に、かつ、軸心Ｃに対して垂直状に形成されている。

【００２９】この接触面１３４は、Ｏリング１３７を介
して前記接触面１２４に当接しているが、両接触面１２
４、１３４間にはわずかな隙間があり、この隙間が吸引
部Ｇを形成している。

【００３０】この吸引部Ｇは放出口１２１、受給口１３
１と連通し、通水時には、両口１２１、１３１間におけ
る圧力と同圧、即ち、負圧となっている。なお、両接触
面１２４、１３４の面積の大きさは、必要に応じて適宜
選択されるが、その面積が大きくなるに従って吸引力が
増大する。

【００３１】モノレール３０に間隔をおいて配設された
ロボットステーション３１と移動定点３２には、それぞ
れ非接触式給電装置（手段）４０１、４０２が設けられ
ている。

【００３２】この非接触式給電装置４０１、４０２はモ
ノレール３０に沿って所定間隔、例えば、全長１０００
ｍのモノレールに２５ｍおきに設けられており、その給
電装置の全長は、例えば、５ｍであり火災用ロボット１
０の停止位置が多少ずれても火災用ロボット１０に給電
ができるようになっている。この給電装置は第１の非接
触式給電装置４０１と第２の非接触式給電装置４０２と
から構成されている。

【００３３】この給電装置４０１、４０２は、図３に示
す様に、コ字状の磁性体４０１ａ、４０２ａに巻かれた
給電用配線４０１ｂ、４０２ｂを備えている。この配線
４０１ｂ、４０２ｂは腐食を防止するため樹脂により被
覆されている。

【００３４】第１の非接触式給電装置４０１は、ロボッ
トステーション３１内に設けられ、かつ、給電回路Ｃ1
に配設されている。第２の非接触式給電装置４０２は、
移動定点３２に設けられ、かつ、前記給電回路Ｃ1と別
個に形成された給電回路Ｃ2に配設されている。

【００３５】第１及び第２の非接触式給電装置４０１、
４０２を高周波電流の供給先切り替え装置４１２を介し
て高周波電源装置４１１に接続している。

【００３６】火災用ロボット（移動式ロボット本体）１
０には、非接触式受電装置３２１が設けられている。こ
の装置３２１は、図３に示す様に、コ字状の磁性体３２
１ａに巻かれた受電コイル３２１ｂを備えている。この
受電コイル３２１ｂは電源変換装置３２２に接続されて
いる。

【００３７】この電源変換装置３２２は、受電コイル３
２１ｂによって受電された高周波電流を直流電流に変換
して充電式畜電池２０を充電したり、電動モータ１２、
モニタノズル１３の方向制御用モータ２１、電動ポンプ
１５、制御装置１７、アンテナ１９付きの送受信機１８
などに電源を供給する。

【００３８】火災用ロボット１０のブロック回路図を図
５により説明する。図５において、ＭＰＵ１０はマイク
ロコンピュータ、ＲＯＭ１１は図７、図８にフローチャ
ートで示す動作プログラムを記憶するリードオンリメモ
リ、ＥＥＰＲＯＭ１１は火災用ロボット１０の自己アド
レス、制御に必要なロボット毎に異なる設定値等を記憶
した電気的に書き換え可能なＥＥＰＲＯＭをそれぞれ示
す。なお、ＥＥＰＲＯＭ１１の代わりにディップスイッ
チ等を用いてもよい。

【００３９】ＲＡＭ１１は作業領域としてのランダムア
クセスメモリ、ＣＢ１１は電動モータ１２の制御回路、
ＣＢ１２はモニタノズル１３の方向制御モ−タ２１の制
御回路、ＣＢ１３は電動ポンプ１５の制御回路、ＣＢ１
４は、延伸装置２３の制御回路、ＣＢ１５は弁１３５の
放水制御回路、ＣＢ１６は監視用テレビカメラ２２の制
御回路、ＣＢ１７は充電式蓄電池２０の充電監視回路、
ＰＮ１１は各種スイッチやテンキー等（図示せず）が設
けられた入力操作部、ＤＰ１１は各種表示灯やＬＣＤ等
の表示器（図示せず）が設けられた表示部、ＭＳ１１は
定点カウント用のマイクロスイッチ、ＩＦ１１〜ＩＦ１
９、ＩＦ１０１、ＩＦ１０２はインターフェース、をそ
れぞれ示す。なお、ＩＦ１９は送受信器１８接続用イン
ターフェースである。

【００４０】制御盤４１のブロック回路図を図６により
説明する。図６において、ＭＰＵ２０はマイクロコンピ
ュータ、ＲＯＭ２１は図９、図１０にフローチャートで
示す動作プログラムを記憶するリードオンリメモリ、Ｅ
ＥＰＲＯＭ２１は複数の火災用ロボット１０の各アドレ
ス、火災用ロボット１０ごとに必要な火災用ロボット毎
に異なる設定値等を記憶した電気的に書き換え可能なＥ
ＥＰＲＯＭ、をそれぞれ示す。尚、ＥＥＰＲＯＭ２１の
代わりにディップスイッチ等を用いてもよい。

【００４１】ＲＡＭ２１は作業領域としてのランダムア
クセスメモリ、ＴＲＸ２１は火災受信機４４と信号の授
受を行う火災情報送受信回路、ＴＭ1、ＴＭ2は充電時間
を決めるタイマ、ＣＢ２１は高周波電源装置４１１の制
御装置回路、ＣＢ２２は制御盤４１により制御される給
水ポンプ４７の制御装置、ＰＮ２１は各種スイッチやテ
ンキー等（図示せず）が設けられた入力操作部、ＤＰ２
１は各種表示灯やＬＣＤ等の表示器や監視用テレビカメ
ラ２２からの映像信号に基づき表示するブラウン管、等
（図示せず）が設けられた表示部、ＩＦ２１〜ＩＦ２８
はインターフェース、をそれぞれ示す。尚、ＩＦ２８は
送受信器４２接続用インタフェ−スである。前記ＴＭ
1、ＴＭ2は省略することも可能である。

【００４２】本実施例の作用について説明する。火災用
ロボット１０は、電圧監視回路ＣＢ１７が充電式蓄電池
２０の充電電圧を監視しており（Ｓ１０２）、電圧が所
定電圧に低下したことを検出すると、制御装置１７は送
受信器１８を介して制御盤４１に給電要求信号を送信す
る（Ｓ１０４）。

【００４３】制御盤４１は給電要求信号を受信すると、
給電要求信号を送信した火災用ロボット１０を判別し、
要求した火災用ロボット１０が停止しているロボットス
テーション３１の非接触式給電装置４０１の給電用配線
４０１ｂに高周波電源装置４１１と電流の供給先切り替
え装置４１２を通じて高周波電流を給電する（Ｓ２０
４、Ｓ２０５）。

【００４４】火災用ロボット１０は、給電用配線４０１
ｂに流れる高周波電流を非接触式受電装置３２１の受電
コイル３２１ｂを介して電磁誘導により受電するととも
に、受電した高周波電流を電源変換装置３２２で直流電
流に変換し、充電式電池２０を充電する。

【００４５】電圧監視回路ＣＢ１７が充電式畜電池２０
の電圧が規定電圧に回復したことを検出すると（Ｓ１０
２）、制御装置１７は制御盤４１に給電完了信号を出力
する（Ｓ１０３）。これにより、制御盤４１は高周波電
源装置４１１の動作を停止し、給電を停止する（Ｓ２０
７、Ｓ２０２）。

【００４６】火災受信機４４が、火災感知器４５から火
災情報、例えば火災信号を受信すると、その火災信号に
基づいて火災発生地点を判別し、その情報を制御盤４１
に出力する。

【００４７】制御盤４１は、火災発生地点の情報に基づ
き（Ｓ２０３、Ｓ２０６、）、火災用ロボット１０を停
止させる移動定点３２ａを判別し（Ｓ２０８）、火災用
ロボット１０を特定して火災発生地点の情報と移動定点
３２ａの情報、並びに移動指令を送受信機１８、４２を
通じ無線で送信する（Ｓ２０９）。

【００４８】ここで、例えば、火災用ロボット１０の特
定方法としては、制御盤４１から出力したアドレスと各
火災用ロボット１０に記憶されている自己アドレスが一
致した場合に、その火災用ロボット１０が火災発生地点
の情報と移動命令を受け取る方法が用いられる。

【００４９】又、制御盤４１は、送信した移動定点３２
ａ並びにその前後の移動定点（即ち火災発生地点近傍の
移動定点）に設けられた給電用配線４０２ｂに高周波電
源装置４１１と供給先切り替え装置４１２を通じて高周
波電流を給電する（Ｓ２１０）。

【００５０】制御盤４１によって指定された火災用ロボ
ット１０は、その制御装置１７が火災発生地点情報と移
動命令を受信すると（Ｓ１０５、Ｓ１０６）、充電式畜
電池２０の電流を用いて、電動モータ１２を正転もしく
は逆転して（Ｓ１０９）、ロボットステーション３１か
ら制御盤４１によって指定された移動定点３２ａまで移
動する（Ｓ１１０〜Ｓ１１２）。制御装置１７は、火災
用ロボット１０が指定された移動定点３２ａまで移動す
ると電動モータ１２を停止させる（Ｓ１１３）ととも
に、ジョイント接続命令（Ｓ１１４）が発せられる。こ
のとき、停止した移動定点３２ａの位置を制御盤４１に
送信するようにしてもよい。

【００５１】停止位置の判別方法として、フローチャー
トに示した様に、各移動定点３２に突起を設け、一方、
火災用ロボット１０には移動定点３２の突起を検出する
マイクロスイッチＭＳ１１を設け、該マイクロスイッチ
が移動定点３２を通過する毎に接点を閉じて定点信号を
出力し、制御装置１７がその定点信号を検出する。この
通過した移動定点の数をカウントして（Ｓ１１０、Ｓ１
１１）、そのカウントされた数と火災用ロボットが移動
命令とともに読込んだ火災地点情報としての通過すべき
移動定点の数Ｋとの大小の比較を行って（Ｓ１１２）、
移動停止点３２ａを判別する。

【００５２】別方法としては、電動モータ１２が何回転
したかを回転計などで計測することにより、移動停止点
を判別する方法もある。又、カウント方法としては、発
光素子及び受光素子を設ける方法をとってもよい。

【００５３】そして、移動定点３２ａに停止した火災用
ロボット１０は、その受電コイル２１ｂによって移動定
点３２ａに設けられた第２の非接触式給電装置４０２の
給電用配線４０２ｂに流れる高周波電流を電磁誘導によ
って受電し、電源変換装置３２２によって直流や交流に
変換し搭載している各種機器に供給する。

【００５４】火災用ロボット１０が停止した場合に、制
御盤４１が停止信号を受信したならば、操作者が制御盤
４１を操作し、無線で、監視用テレビカメラ２２の回動
命令を火災用ロボット１０に送る。そして、上下左右に
回動している監視用テレビカメラ２２が火災地点を写し
た場合には制御盤４１から監視用テレビカメラ２２の回
動停止命令を送出する。

【００５５】ここで、上下左右に監視用テレビカメラ２
２を首振りさせて火災地点を監視用テレビカメラ２２の
中央に映し出させる。このとき、操作者が映像から火災
と判断した場合には、制御盤４１から火災確定命令を送
出する。

【００５６】火災用ロボット１０の制御装置１７は、そ
の火災確定命令によって、監視用テレビカメラ２２の回
転角と俯角を検出して火災位置を判断する（Ｓ１１
５）。なお、操作者が制御盤４１を操作し、無線で、監
視用テレビカメラ２２の回動命令を火災用ロボット１０
に送る代わりに、火災用ロボット１０が停止したら監視
用テレビカメラ２２が自動的に回動を開始するようにし
てもよく、又、回動停止命令と火災確定命令とを１つの
信号で行うようにしもよい。

【００５７】又、このとき、制御装置１７は停止してい
る移動定点３２ａの位置情報信号を映像信号に重畳させ
て送信し、映像の中に表示させるようにしても良い。

【００５８】前述のように、火災用ロボット１０が移動
停止点３２ａで停止すると、制御装置１７はジョイント
接続命令（Ｓ１１４）を発して延伸装置２３を駆動さ
せ、一点鎖線の位置にある受給管部１３０Ａを移動し
て、フランジ１３２を供給管部１２０のフランジ１２２
に当て、接触面１２４、１３４を当接させる。

【００５９】制御装置１７はモニタノズル１３の方向制
御モータ２１を回転制御してモニタノズル１３を火災地
点に指向させるとともに（Ｓ１１６）、放水制御部に弁
開放命令（Ｓ１１７）を送出し、火災用ロボット１０に
設けられた部材（図示せず）を供給管部１２０に設けら
れたマイクロスイッチに当接させ、弁１３５を開放させ
る。制御装置１７は電動ポンプ１５を始動させると共
に、送受信器１８、４２を介して制御盤４１に放出開始
命令を送信し（Ｓ１１８）、給水ポンプ４７を始動さ
せ、接触式流体継手１１０を通じて貯蔵部４０に貯蔵さ
れている消火剤、例えば泡混合液をモニタノズル１３か
ら放出させる。

【００６０】この時、制御盤４１に放出開始を送信する
ようにしてもよい。又、弁開放命令は、例えば供給管部
１２０側にマイクロスイッチを、受給管部１３０側にレ
バ−を設けておき、このレバ−を倒してマイクロスイッ
チを動作させるようにしても良い。

【００６１】供給管部１２０の入口１２６に流体、例え
ば、消火用水Ｓを圧力Ｐ1で供給すると、該水Ｓは供給
路１２３を通りながら放出口１２１で絞り込まれ、該水
の圧力Ｐ1は速度水頭に変換された後、放出口１２１か
ら受給管部１３０の受給口１３１に供給されるととも
に、受給路１３３内で再び圧力水頭に変換され、圧力Ｐ
3で出口１３６から排出される。

【００６２】この時の放出口１２１からの放水圧力Ｐ2
は、ベルヌーイの定理に基いて次式により求められる。Ｐ2＝Ｐ1−Ｑ²／２ｇＳ₁ ²

【００６３】この式において、Ｑは放出口１２１の流
量、Ｓ1は放出口１２１の断面積、ｇは重力加速度、を
それぞれ示す。従って、流量Ｑ、圧力Ｐ1が一定の場合
には放出圧力Ｐ2は放出口１２１の断面積Ｓ1の関数とな
り、断面積Ｓ1を選択することにより放水圧力Ｐ2の値を
負にすることができる。

【００６４】この様に放出口１２１の放水圧力Ｐ2は、
供給路１２３及び受給路１３３中で最も小さな圧力とな
る。例えば、供給路１２３の圧力Ｐ1が１０ｋｇ／ｃｍ²
であり、受給路１３３の圧力Ｐ3が８ｋｇ／ｃｍ²である
時には、放水圧力Ｐ2は−１ｋｇ／ｃｍ²となる。

【００６５】この放水圧力Ｐ2は、接触面１２４、１３
４間の吸引部Ｇの圧力となるので、両接触面１２４、１
３４は吸引部Ｇを介して強く引き合い吸着する。これに
より両管部１２０、１３０は強固に接続されて一体とな
る。

【００６６】給水中に両管部１２０、１３０を互いに反
対方向に引っ張っても、前記吸引部Ｇにおける吸引力の
ため両者１２０、１３０を引き離すことはできない。し
かし、供給管部１２０への給水を停止すると、前記吸引
部Ｇにおける吸引力はなくなるので、両管部１２０、１
３０は自動的に吸着が解除され、離れてしまう。

【００６７】なお、火災用ロボットに消火剤、例えば泡
混合液の貯蔵部（タンク）及びそのタンクに貯蔵された
消火剤量を検出する消火剤量検出部を設け、消火初期に
おいてはタンクから消火剤をモニタノズル１３に供給
し、消火剤量検出部によって消火剤がないと判別された
場合に、消火剤の貯蔵部４０から消火剤を供給するよう
にしてもよい。

【００６８】また、タンクに泡原液のみを貯蔵し、消火
剤の貯蔵部からは消火用水のみを供給するようにして、
それらを例えば、ラインプロポーションのような混合器
を用いて混合した後にモニタノズル１３から放出するよ
うにしてもよい。ここで、タンクを設ける場合にはタン
クの出口の部分に弁を設けるようにし、それを制御する
放水制御部も制御装置１７に設ける。

【００６９】消火活動中は、監視用テレビカメラ２２か
ら送出される火災発生地点の映像信号を制御盤４１のブ
ラウン管（図示せず）に表示し、操作者が鎮火されたか
否かを監視し（Ｓ１１９）、鎮火されたと判断した場合
には、火災消火完了命令を制御盤４１から制御装置１７
に送出する（Ｓ１１９のＮ）。そうすると、電動ポンプ
１５を停止させると共に、制御装置１７から制御盤４１
に放出停止命令（Ｓ１２０）が発信され、給水ポンプ４
７を停止させる（Ｓ２１４）。

【００７０】一方、制御装置１７は、延伸装置２３を駆
動させ、火災用ロボット１０の受給管部１３０を縮ま
せ、その移動定点３２ａに対応して設けられた供給管部
１２０から切り離すとともに（Ｓ１２１）、火災用ロボ
ット１０に設けられた部材（図示せず）をマイクロスイ
ッチから離させることにより弁１３５を閉じさせ、消火
剤、例えば、泡混合液のモニタノズル１３から放出を停
止させる。

【００７１】その後電動モータ開始命令（Ｓ１２２）に
より電動モータ１２を逆転もしくは正転させて火災用ロ
ボット１０を走行させ前記ロボットステ−ション３１ま
で到達した時点で電動モータ停止命令（Ｓ１２６）を発
信し、電動モータ１２を停止し該火災用ロボット１０を
元の位置に戻すと共に、次の火災に備える。制御装置１
７が戻った旨を制御盤４１に送信すると（Ｓ１２７、Ｓ
２１５）、移動定点の給電部がオフとなり給電を停止す
る（Ｓ２１６）。

【００７２】火災用ロボット１０がロボットステ−ショ
ン３１まで戻ったことを判別する方法としては、フロー
チャートに示したように、停止した移動停止点３２ａを
起点として通過した移動定点の数をカウントして、その
数と移動命令とともに読込んだ火災地点情報としての通
過すべき移動定点の数Ｋとの差が０となった場合にロボ
ットステ−ション３１まで戻ったとする方法が採用され
る（Ｓ１２３〜Ｓ１２５）。

【００７３】別方法としては、電動モータ１２が何回転
逆回転したかを回転計などで計測することにより、ロボ
ットステ−ショント３１に戻ったことを判別する方法も
ある。又、カウント方法としては前記発光素子及び受光
素子を設ける方法を採用しても良い。

【００７４】また、火災用ロボット１０が移動停止点３
２ａまで移動して電動モータ１２を停止した後、更に所
定位置に停止したか否かを判定し、否の場合には位置修
正を行うプログラムを設けても良い。

【００７５】更に、火災用ロボット１０を正確に指定し
た移動定点に停止させる為の移動微調整手段を設けても
良い。この移動微調整手段として、例えば、火災用ロボ
ット１０がロボットステ−ション３１から目標の移動定
点に向う場合に、火災用ロボット１０の移動速度をその
途中迄高速で行い、該移動定点近傍に到達したら低速で
行って、その移動定点に停止し易い様に速度を制御する
方法が用いられる。

【００７６】また、火災用ロボット１０の受給管部１３
０と移動定点３２ａに対応して設けられた給水管部１２
０との接続が完了したことを圧力水が送液されたことを
感知する圧力センサを用いて判別し、接続が不良と判別
される場合には、消火ロボット１０の位置修正を行な
い、再度接続を試みるようにしてもよい。なお、火災位
置判別（Ｓ１１５）及び火災監視（Ｓ１１９）を上記の
様に監視用テレビカメラ２２を用いて行なう代わりに、
炎センサを用いて自動制御で行なうようにしてもよい。

【００７７】この発明の第２実施例を図１１〜図１４に
より説明するが。図１〜図１０と同一図面符号はその名
称も機能も同一である。この実施例と第１実施例との相
違点は次の通りである。（１）流体継手として、接触式流体継手の代わりに、非
接触式流体継手が用いられていること。

【００７８】（２）給受電装置として、スポット式給受
電装置、即ち、火災用ロボットに設けられた受電コイル
と、移動経路に沿って複数配設されたコ字状の磁性体に
巻かれた給電用配線と、を用いる代わりに、全線式給受
電装置、即ち、火災用ロボットに設けられた受電コイル
と、移動経路に沿って延伸配設された給電用ループ配線
と、を用いることである。

【００７９】この発明の非接触式流体継手を図１４によ
り説明する。非接触式流体継手５１０は供給管体５２０
と受給管体５３０とから構成されている。両管体５２
０、５３０は連通間隔ＷＤを介して対向しているが、こ
の連通間隔ＷＤは必要に応じて適宜決定され、例えば、
３０ｍｍが選択される。

【００８０】供給管体５２０の供給路５２３は直径Ｄに
形成されているが、その先端部は絞り込まれ、断面円錐
台状をなしている。放出口５２１の直径ｄは、前記直径
Ｄに比べ大幅に縮径されている。両直径の割合ｄ／Ｄは
必要に応じて適宜決定されるが、例えば、ｄ／Ｄは１／
５が選ばれる。

【００８１】供給管体５２０は移動定点３２に対向する
ように、例えば、壁面や地上面に設けられた支持部材５
２４に固定され、その先端部の外周面は円錐台状に形成
されている。

【００８２】受給管体５３０は火災用ロボット１０の支
持部材５３４により支持されているが、この受給管体５
３０には受給路５３３が設けられている。この受給路５
３３は、デフュ−ザ部であり、出口５３６に向って次第
に広がっている。受給口５３１には、放出口５２１に
向かって広がる受給ガイド５３２が設けられている。

【００８３】この受給口５３１の直径ｗは前記放出口５
２１の直径ｄより若干大きく形成されている。該両直径
の割合ｄ／ｗは必要に応じて適宜選択され、例えば、ｄ
／ｗは０．９が選ばれる。前記放出口５２１と受給口５
３１とは対向しており、両口５２１、５３１の軸心は該
流体継手５１０の軸心Ｃ上に位置している。

【００８４】次に非接触式給受電装置を図１１、図１２
により説明する。モノレール３０に沿って給電区画毎に
ループ状の給電用配線６１０、６２０が配設されてい
る。この給電用配線６１０、６２０は耐腐蝕性の樹脂で
コーティングされるとともに、高周波電流の供給先切り
替え装置４１２を介して高周波電源装置４１１に接続さ
れている。

【００８５】火災用ロボット１０には、前記給電用配線
６１０、６２０から給電を受けるための受電体としての
受電コイル６５０が設けられている。該受電体６５０で
受電した高周波電流は、必要に応じて直流、又は交流に
変換して電動モータ６４２、制御装置１７、充電式蓄電
池２０、監視用モニタカメラ２２等に供給される。

【００８６】図１３は、給電用配線６２０と受電コイル
６５０との位置関係を説明する図で、６６０はループ状
に配線された給電用配線６２０の支持部材、６６１は火
災用ロボット１０のアーム６６３に設けられた補助輪、
６６２は火災用ロボット１０の上部に設けられ、上端に
車輪６４１と電動モータ６４２を有するアームである。
その給電用配線６２０の間に、間隙を空けて挿入され
るように、受電コイル６５０が火災用ロボット１０のア
ーム６６２に固定されている。

【００８７】また、図１２に示す火災用ロボット１０の
電源変換装置３２２は、例えば、受電コイル６５０と並
列に、該受電コイル６５０と給電用配線６２０の周波数
に共振する共振回路を構成するコンデンサと、該共振回
路のコンデンサと並列に接続された整流用ダイオード
と、このダイオードに接続され、出力を所定電圧に制御
する安定化電源回路と、直流を交流に変換するＤＣ−Ａ
Ｃコンバータ等とから構成されている。尚、安定化電源
回路は、例えば、電流制限用のコイルと出力調整用トラ
ンジスタとフィルタを構成するダイオード及びトランジ
スタから構成されている。

【００８８】本実施例の作動を説明するが、第１実施例
と相違する非接触式流体継手及び全線式給受電装置の作
動を中心に説明する。

【００８９】制御盤４１は、火災受信機４４から火災情
報を受信すると、高周波電源装置４１１から給電用配線
６２０に高周波電流を供給し、火災用ロボット１０に電
源を無接触で供給するとともに、火災用ロボット１０に
火災位置情報と移動命令を無線で送信する。火災用ロボ
ット１０は受電コイル６５０で無接触で受電し電源変換
装置３２２で変換された電源により電動モータ１２を駆
動し、停止予定移動定点まで移動し、テレビカメラ２２
を動作させ、火災地点の状況を撮影して制御盤４１に無
線で送信する。

【００９０】なお、給電用配線６２０と受電コイル６５
０との間の無接触による電源の供給は、給電用配線６２
０を流れる高周波電流により、図１３に点線Ｍで示すよ
うに給電用配線６２０の周囲に交番磁界を生じ、受電コ
イル６５０に起電力を発生させる。この起電力により発
生した交流電流は電源変換装置３２２のダイオードで整
流され、安定化電源回路により所定の直流電圧にされて
出力され、またＤＣ−ＡＣコンバータによって交流電圧
として出力され、各種搭載機器１２、２０、２２等に供
給される。

【００９１】前述の様に火災用ロボット１０が停止予定
移動定点３２ａで停止した後、第１実施例と同様にして
受給管部５３０を伸長させ、受給管部５３０と供給管部
５２０との間隔を設計通りにする。

【００９２】供給管体５２０の入口５２６に流体、例え
ば、消火用水Ｓを圧力Ｐ1で供給すると、該水Ｓは供給
路５２３を通りながら放出口５２１で絞り込まれ、該水
の圧力Ｐ1は速度水頭に変換され、所定速度となる。

【００９３】このようにして所定の速度を得た該流体は
放出口５２１から噴射され、連通間隔ＷＤを通って受給
ガイド５３２に案内されながら受給口５３１に供給され
る。受給管体５３０内に流入した該流体Ｓは、受給路５
３３内で再び圧力水頭に変換され、圧力Ｐ3で出口５３
６から排出される。

【００９４】この時、ベルヌーイの定理及び速度エネル
ギから圧力エネルギへの変換効率を考慮することにより
次のような関係式が得られる。Ｐ2＝Ｐ1−Ｑ²／２ｇＳ₁ ² Ｐ3＝ε（Ｐ2＋Ｑ²／２ｇＳ₁ ²）

【００９５】この式において、Ｐ2は放出口５２１にお
ける消火用水の圧力、Ｐ3は受給管体５３０にとりこま
れ定常状態となった場合の消火用水の圧力、Ｑは放出口
５２１の流量、Ｓ₁は放出口５２１の断面積、ｇは重力
加速度、ε＝０．７〜０．８、をそれぞれ示す。

【００９６】この結果、受給管体５３０にとりこまれ定
常状態となった場合の消火用水Ｓの圧力Ｐ3は、供給管
体５２０に消火用水Ｓが供給されたときの消火用水の圧
力Ｐ1の７０〜８０％が得られる。

【００９７】消火後火災用ロボットが第１実施例と同様
な要領で元のロボットステーション３１に戻り、戻った
旨の信号を制御盤４１に発信すると、供給先切り換え装
置４１２が切り換わり給電用配線６２０への給電が中止
されると共に、ロボットステーション３１の給電用配線
６１０に給電を開始する。これにより火災用ロボットの
受電部を介して充電式蓄電池２０が充電される。

【００９８】この発明の第３実施例を説明するが、この
実施例と第１実施例との相違点は次の通りである。即
ち、流体継手として接触式流体継手の代わりに非接触式
流体継手を用いたことである。この非接触式流体継手
は、第２実施例で用いたものと同様なので説明を省略す
る。

【００９９】この発明の第４実施例を説明するが、この
実施例と第２実施例との相違点は次の通りである。即
ち、流体継手として、非接触式流体継手の代わりに、接
触式流体継手を用いたことである。この非接触式流体継
手は第１実施例で用いたものと同様なので説明を省略す
る。

【０１００】この発明の実施例は上記に限定されるもの
ではなく、例えば、給受電装置の給電装置をロボットス
テーションを除く移動定点のみに配設してもよい。

【０１０１】

【発明の効果】この発明は以上の様に構成したので、次
のような顕著な効果を奏する。（１）当接する供給管部の接触面と受給管部の接触面の
間に吸引部を設けたので、供給管部に圧力流体を供給す
ると、放出口近傍が負圧となり、吸引部は負圧となる。
そのため、両接触面は互いに引き合うので供給管部と受
給管部とは強固に接続され一体となる。又、供給管部へ
の圧力液体の供給を停止すると、吸引部は大気圧となる
ので吸引力がなくなり両管部は分離する。このように、
本発明によれば、簡単に、しかも確実に流体継手の着脱
をすることができる。又、従来例に比べ流体継手の保
守点検が容易となる。

【０１０２】（２）供給管部の放出口と受給管部の受給
口とを連通間隔をあけて対向せしめたので、供給管部に
供給された圧力流体の圧力エネルギは放出口により速度
エネルギに変換された後、所定速度で連通間隔を通って
受給口に供給されるとともに、受給管部内で再び圧力エ
ネルギに変換される。そのため、供給管部に供給された
圧力流体を効率よく受給管部に渡すことができる。ま
た、従来例と異なり、流体継手を着脱する必要は無いの
で、取扱が簡単であり、保守点検も容易である。

【０１０３】（３）スポット式又は全線式給電受電手段
を設けたので、火災用ロボットに十分な電源を供給する
ことができる。そのため、火災用ロボットの行動範囲や
消火あるいは火災監視などの能力に制約を受けることが
ないので、設計通りに火災用ロボットを働かすことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す火災用ロボット設備
の概略図である。

【図２】火災用ロボットの拡大縦断面図である。

【図３】スポット式給受電装置の概略図である。

【図４】接触式流体継手の拡大断面図である。

【図５】火災用ロボットのブロック回路図である。

【図６】制御盤のブロック回路図である。

【図７】火災用ロボットのプログラムのフローチャート
の前半部を示す図である。

【図８】火災用ロボットのプログラムのフローチャート
の後半部を示す図である。

【図９】制御盤のプログラムのフローチャートの前半部
を示す図である。

【図１０】制御盤のプログラムのフローチャートの後半
部を示す図である。

【図１１】本発明の第２実施例を示す火災用ロボット設
備の概略図である。

【図１２】火災用ロボットの拡大断面図である。

【図１３】全線式給受電装置の概略図である。

【図１４】非接触式流体継手の拡大断面図である。

【符号の説明】

１０火災用ロボット３０モノレ−ル３１ロボットステ−ション３２移動定点１１０接触式流体継手１２０供給管部１２４接触面１３０受給管部１３４接触面３２１非接触式受電装置４０１非接触式給電装置４０２非接触式給電装置５１０非接触式流体継手５２０供給管部５３０受給管部６１０非接触式給電装置６２０非接触式給電装置６５０非接触式受電装置Ｇ吸引部ＷＤ連通間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ１６Ｌ 17/06 Ｆ１６Ｌ 17/06 Ｈ０１Ｆ 38/14 Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０１ＤＨ０２Ｊ 7/00 ３０１ 7522−5ＥＨ０１Ｆ 23/00 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】火災用ロボットの移動経路に沿って供給管
部を配設し、該供給管部と火災用ロボットの受給管部と
を流体継手を介して連通せしめるとともに、該火災用ロ
ボットに給電するための給受電装置を備えた火災用ロボ
ット設備であって；前記流体継手が、該供給管部の接触
面と受給管部の接触面とを当接させ、該供給管部の縮径
された放出口と受給管部の受給口とを連通せしめた接触
式流体継手であって、前記両管部の接触面間に前記放出
口及び受給口と連通する吸引部を備えており；該給受電
装置が、火災用ロボットに設けられた充電式電池を充電
する非接触式受電手段と、前記移動経路に沿って少なく
とも一ヶ所に配設され、かつ、該非接触式受電手段に給
電する非接触式給電手段と、からなるスポット式給受電
装置であることを特徴とする火災用ロボット設備。
【請求項２】火災用ロボットの移動経路に沿って供給管
部を配設し、該供給管部と火災用ロボットの受給管部と
を流体継手を介して連通せしめるとともに、該火災用ロ
ボットに給電するための給受電装置を備えた火災用ロボ
ット設備であって；前記流体継手が、縮径された放出口
を備え、圧力流体の圧力エネルギを速度エネルギに変換
する供給管体と、該放出口と連通間隔を介して対向する
受給口を備え、前記圧力流体の速度エネルギを圧力エネ
ルギに変換する受給管体と、からなる非接触式流体継手
であり；該給受電装置が、火災用ロボットに設けられた
充電式電池を充電する非接触式受電手段と、前記移動経
路に沿って少なくとも一ヶ所に配設され、かつ、該非接
触式受電手段に給電する非接触式給電手段と、からなる
スポット式給受電装置であることを特徴とする火災用ロ
ボット設備。
【請求項３】火災用ロボットの移動経路に沿って供給管
部を配設し、該供給管部と火災用ロボットの受給管部と
を流体継手を介して連通せしめるとともに、該火災用ロ
ボットに給電するための給受電装置を備えた火災用ロボ
ット設備であって；前記流体継手が、縮径された放出口
を備え、圧力流体の圧力エネルギを速度エネルギに変換
する供給管体と、該放出口と連通間隔を介して対向する
受給口を備え、前記圧力流体の速度エネルギを圧力エネ
ルギに変換する受給管体と、からなる非接触式流体継手
であり；前記給受電装置が、該移動経路に沿って延伸し
て設置された給電用配線と、該火災用ロボットに設けら
れ、かつ、該給電用配線に流れる電流を無接触で検出す
る受電コイルと、からなる全線式給電受電装置であるこ
とを特徴とする火災用ロボット設備。
【請求項４】火災用ロボットの移動経路に沿って供給管
部を配設し、該供給管部と火災用ロボットの受給管部と
を流体継手を介して連通せしめるとともに、該火災用ロ
ボットに給電するための給受電装置を備えた火災用ロボ
ット設備であって；前記流体継手が、該供給管部の接触
面と受給管部の接触面とを当接させ、該供給管部の縮径
された放出口と受給管部の受給口とを連通せしめた接触
式流体継手であって、前記両管部の接触面間に前記放出
口及び受給口と連通する吸引部を備えており；前記給受
電装置が、該移動経路に沿って延伸して設置された給電
用配線と、該火災用ロボットに設けられ、かつ、該給電
用配線に流れる電流を無接触で検出する受電コイルと、
からなる全線式給受電装置であることを特徴とする火災
用ロボット設備。