JPH08326098A

JPH08326098A - 水中浚渫ロボットによる浚渫方法

Info

Publication number: JPH08326098A
Application number: JP30939095A
Authority: JP
Inventors: Toshio Fukumori; 利夫福森; Kazuhiro Ukeba; 和宏筌場; Eiji Nakamaru; 英司中丸; Shozo Ikeda; 省三池田; Toshio Kondo; 敏夫近藤
Original assignee: UNYUSHO DAIYON KOWAN KENSETSU KYOKUCHO; Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: UNYUSHO DAIYON KOWAN KENSETSU KYOKUCHO; Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 1996-12-10
Anticipated expiration: 2015-11-28
Also published as: JP2961212B2

Abstract

(57)【要約】【課題】船舶の航行の支障となることなく浚渫工事を
行う。【解決手段】複数のクローラによる走行装置１３を有
するロボット本体の先端にブーム２１を旋回自在に備
え、該ブーム２１の先端の掘削カッター２０によって掘
削した土砂を、吸引して排砂管４０を通して搬送する水
中浚渫ロボット１０による浚渫方法において、所定長さ
の排砂管４０を水底１００に沈めて、該排砂管４０の前
端側部位を水中浚渫ロボット１０に牽引させると共に、
該排砂管４０の中間部位を複数のクローラによる走行装
置３３を有する中継ロボット３０に牽引させ、前記中継
ロボット３０を移動して前記排砂管４０のたるみを調整
しつつ、前記水中浚渫ロボット１０を移動して所定位置
の浚渫を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水底を走行自在な
水中浚渫ロボットにより、船舶航路下の水底等を浚渫す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水中浚渫ロボットによる浚渫工事
においては、水中浚渫ロボットを所定の浚渫位置まで移
動させて岩盤の掘削等を行い、水中浚渫ロボットにより
浚渫された土砂を、排砂管を通して浚渫場所から沿岸の
処理プラントまでポンプにより圧送している。そして、
この排砂管は、可撓性を有する材料をもって形成し、沿
岸から水中浚渫ロボットの近房までは多数のフロートに
より水面に浮上させて、浚渫ロボットの移動に応じて、
水面上で、排砂管が移動したり、たわむようにしてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のように排砂管を
水面に浮上させたのでは、船舶の航行に支障をきたし、
特に浚渫場所が航路の近房となっている場合には、浚渫
工事中は多数の船舶の航行が規制される問題があった。

【０００４】本発明は、このような従来の問題に鑑み、
船舶の航行の支障となることなく浚渫工事を行うことの
できる水中浚渫ロボットによる浚渫方法の提供を目的と
したものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の如き従来の問題を
解決し、所期の目的を達成するための本発明の特徴は、
複数のクローラによる走行装置を有するロボット本体の
先端にブームを旋回自在に備え、該ブームの先端の掘削
カッターによって掘削した土砂を、吸引して排砂管を通
して搬送する水中浚渫ロボットによる浚渫方法におい
て、所定長さの排砂管を水底に沈めて、該排砂管の前端
側部位を水中浚渫ロボットに牽引させると共に、該排砂
管の中間部位を複数のクローラによる走行装置を有する
中継ロボットに牽引させ、前記中継ロボットを移動して
前記排砂管のたるみを調整しつつ、前記水中浚渫ロボッ
トを移動して所定位置の浚渫を行うことにある。

【０００６】なお、水中浚渫ロボット、中継ロボット及
び排砂管にそれぞれ水柱位置測定装置の移動局を設置す
るとともに、沿岸に前記水中位置測定装置の固定局を複
数設置し、各移動局の位置を計測する事によって前記水
中浚渫ロボットの、中継ロボット及び排砂管の位置を検
知しつつ浚渫を行うことが好ましい。

【０００７】また、方向変換機構及び高さ調整機構を有
する走行装置を前後左右の４箇所にそれぞれ独立して備
えている水中浚渫ロボットを使用することがより好まし
く、更に、方向変換機構及び高さ調整機構を有する走行
装置を前後左右の４箇所にそれぞれ独立して備え、排砂
管の前方部分と後方部分とを回転自在に連結する回転式
管継手を備えている中継ロボットを使用することがより
好ましく、更にまた、架台に水底を把持するディッパを
備えた水中浚渫ロボットを使用することが好ましい。

【０００８】

【作用】本発明においては、排砂管を水底に沈めて、そ
の先端側部位を水中浚渫ロボットに牽引させることによ
って、水中浚渫ロボットの移動に応じて、排砂管が水底
を引き摺られる形で移動する。そして、排砂管の中間部
位を中継ロボットに牽引させ、水中浚渫ロボットの移動
に応じて中継ロボットを移動して排砂管のたるみを調整
することによって、排砂管を牽引する水中浚渫ロボット
の負担が軽減され、水中浚渫ロボットの移動が円滑、迅
速に行われる。

【０００９】また沿岸に水中位置測定装置（トラスポン
ダ）固定局を複数設置するとともに、水中浚渫ロボッ
ト、中継ロボット及び排砂管にそれぞれ上記水中位置測
定装置の移動局を設置することにより、それぞれの位置
を常時確認しつつ浚渫作業および移動作業が出来る。

【００１０】更に、方向変換機構及び高さ調整機構を有
する走行装置を前後左右の４箇所にそれぞれ独立して備
えている水中浚渫ロボットを使用することによって、水
中浚渫ロボットの姿勢、各走行装置に対する重量配分を
任意に調整することができ、また、水中浚渫ロボットを
任意の方向に移動させることかできる。

【００１１】また、方向変換機構及び高さ調整機構を有
する走行装置を前後左右の４箇所にそれぞれ独立して備
えている中継ロボットを使用することによって、中継ロ
ボットの姿勢、各走行装置に対する重量配分を任意に調
整することができ、また、中継ロボットを任意の方向に
移動させることができる。そして、排砂管の前方部分と
後方部分とを回転自在に連結した回転式管継手を備えて
いる中継ロボットを使用することによって、排砂管に無
理な力を加えることなく、排砂管の中間部位を先端部位
とは異なる方向へ牽引することができる。

【００１２】更にまた、水中浚渫ロボットの架台にディ
ッパを備えたことにより、水底での非作業中の退避時
や、架台を固定させて浚渫作業が必要な場合に、架台を
安定した状態で水底に固定することができ、安定性の高
いものとなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態の一例を
図面について説明する。

【００１４】図中１０は水中浚渫ロボットである。水中
浚渫ロボット１０は、水底１００を走行自在なロボット
本体１１を有しており、ロボット本体１１は、架台１
２、走行装置１３，１３，１３，１３等をもって構成さ
れている。走行装置１３，１３，１３，１３は、架台１
２の底面の前部の左右両側と後部の左右両側の合計４箇
所に配置されており、各走行装置１３には、各走行装置
１３ごとに独立して駆動し得る方向変換機構及び高さ調
整機構が備えられている。即ち、走行装置１３は、脚１
４、クローラ１５を有しており、脚１４は架台１２に対
して水平方向に回転自在かつ上下方向に伸縮自在に支持
され、クローラ１５は脚１４の下端に旋回自在に装着さ
れている。

【００１５】ロボット本体１１の先端には、ブーム２１
が上下及び左右方向に旋回自在に支持されている。即
ち、架台１２の前面には、支持部材２３が、駆動シリン
ダ２４，２４により左右方向へ回動自在に装着されてお
り、ブーム２１は、支持部材２３上に、駆動シリンダ２
２により上下方向に回動自在に装着されている。そし
て、ブーム２１の先端には、掘削カッター２０が回転自
在に設けられている。また、掘削カッター２０及びブー
ム２１の中央には、土砂の吸引孔が貫通して形成されて
おり、この吸引孔は浚渫ポンプ４２の吸込口に配管によ
り接続されている。

【００１６】ロボット本体１１の架台１２には、その４
隅部にそれぞれディッパ５０，５０，……が備えられて
いる。このディッパ５０は水底を把持して架台１２を水
底１００に固定させるためのものであり、架台１２から
垂下した支柱５１に対して上下に平行リンク５２，５３
の基端がそれぞれ枢支され、その両リンク５２，５３の
先端が下向きの把持爪５４にそれぞれ枢着されている。
そして下側のリンク５３と支柱５１との間に油圧シリン
ダー５５が介在され、その伸縮によってリンク５３が上
下に回動され、これによって把持爪５４が上下動し、把
持爪５４が降下されることによって、その先端が水底に
食い込み、架台１２が固定されるようになっている。そ
して、水中浚渫ロボット１０を非作業中水底に待機させ
る場合や、架台１２を強く固定した状態で浚渫を行う必
要がある場合に、各ディッパ５０の把持爪５４を降下さ
せて水底に固定する。

【００１７】水中浚渫ロボット１０の後部には、排砂管
４０を牽引するために、その前端側部位が固定されてお
り、排砂管４０の前端は浚渫ポンプ４２の吐出口に接続
されている。排砂管４０は可撓性を有する材料により所
定の長さ（例えば４００ｍ）に形成されており、水中浚
渫ロボット１０から岸壁１０１の近房までは水底１００
に沈められている。そして、排砂管４０の後端側部位
は、水上に浮上して、沿岸に停泊した余水処理バージ８
０に達している。一方、排砂管４０の中間部位（例えば
岸壁１０１から１００ｍ、水中浚渫ロボット１０から３
００ｍ程度の位置の部位）は、水底１００を走行自在な
中継ロボット３０によって支持されている。

【００１８】中継ロボット３０は、架台３２、走行装置
３３，３３，３３，３３等をもって構成されている。走
行装置３３，３３，３３，３３は、架台３２の底面の前
部の左右両側と後部の左右両側の合計４箇所に配置され
ており、各走行装置３３には、各走行装置３３ごとに独
立して駆動し得る方向変換機構及び高さ調整機構が備え
られている。即ち、走行装置３３は、脚３４、クローラ
３５を有しており、脚３４は架台３２に対して水平方向
に回転自在かつ上下方向に伸縮自在に支持され、クロー
ラ３５は脚３４の下端に旋回自在に装着されている。

【００１９】そして、架台３２上には、スイベル管継手
等の回転式管継手４１が設けられており、これにより排
砂管４０の前方部分（水中浚渫ロボット１０側部分）と
後方部分（岸壁１０１側部分）とを回転自在に連結して
いる。なお、排砂管４０を牽引するため、排砂管４１の
回転式管継手４１より前方側の部分は中継ロボット３０
の側部に固定され、排砂管４０を自在に折り曲げるた
め、その後方側の部分は回転式管継手４１を介して中継
ロボット３０に対して旋回自在に支持されている。

【００２０】従って、水中浚渫ロボット１０によって水
底１００の浚渫を行うには、水中浚渫ロボット１０を、
水底１００を走行させることにより、所定の浚渫位置ま
で移動させる。そして、掘削カッター２０により岩盤の
掘削等を行いつつ、浚渫ポンプ４２により掘削した土砂
を吸引して排砂管４０を通して沿岸の余水処理バージ８
０まで搬送する。

【００２１】そして、上述のように、排砂管４０は、水
中浚渫ロボット１０から岸壁１０１の近房まで水底１０
０に沈められているので、排砂管４０が水上を航行する
船舶等の障害となることはなく、浚渫位置が船舶航路の
近くに位置している場合にも、好適に浚渫工事を行うこ
とができる。

【００２２】また、排砂管４０は、先端側部位を水中浚
渫ロボット１０により牽引されると共に、中間部位を中
継ロボット３０により牽引される。即ち、水中浚渫ロボ
ット１０の移動に際しては、水中浚渫ロボット１０の位
置に応じて中継ロボット３０を移動させて、水底１００
を引き摺られる排砂管４０のたるみを調整する。例え
ば、余水処理バージ８０を中心とする円弧上を中継ロボ
ット３０が移動して、回転式管継手４１の位置において
排砂管４０が折れ曲がり、中継ロボット３０と水中浚渫
ロボット１０間においては排砂管４０が直線状になるよ
うにする。従って、水中浚渫ロボット１０が排砂管４０
を牽引する負担が軽減されるので、水中浚渫ロボット１
０の移動を円滑、迅速に行うことかでき、効率的に浚渫
作業を行うことができる。また、浚渫位置において水流
が変化して作業が危険になったような場合にも、水中浚
渫ロボット１０を迅速に退避させることができるので、
安全に作業を行うことができる。また、中継ロボット３
０の回転式管継手４１により、排砂管４０の中間部位を
折り曲げることができるので、排砂管４０に無理な力を
加えることなく好適にたるみを調整することができる。

【００２３】また、水中浚渫ロボット１０、中継ロボッ
ト３０の各走行装置１３，３３には、高さ調整機構が、
走行装置１３，３３ごとに独立して駆動し得る形で備え
られているので、水中浚渫ロボット１０、中継ロボット
３０の姿勢、各走行装置１３，３３に対する重量配分を
任意に調整することができる。また、走行装置１３，３
３には、方向変換機構が備えられているので、小回りで
旋回したり、斜め方向に移動することができ、クローラ
１５，３５を使用しているので、接地面積が広く、大き
な牽引力を発生することができる。従って、不陸、水流
の速い場所においても、水中浚渫ロボット１０、中継ロ
ボット３０の安定性、機動性を確保することができ、好
適な作業を行うことができる。

【００２４】なお、水中浚渫ロボット１０、中継ロボッ
ト３０は、排砂管４０に支持されたケーブルを介して、
地上に設置された作業基地から遠隔操作され、その水中
平面位置等が計測されて、施工管理が行われる。即ち、
図６に示すように、沿岸の３箇所以上の地点（例えば、
作業基地側岸１０１の２箇所、対岸１０２の２箇所）に
水中位置測定装置（水中トランスポンダ）の固定局７０
……を設置して、各固定局７０から水中に超音波を発射
する。一方、水中浚渫ロボット１０、中継ロボット３
０、排砂管４０上には、水中位置測定装置の移動局７
１，７１……を設置して（例えば、水中浚渫ロボット１
０、中継ロボット３０上に各１箇所、排砂管４０上に４
箇所）、各固定局７０から発射された超音波を検知す
る。すると、各固定局７０から各移動局７１への超音波
の到達時間の差に基づいて、各移動局７１の水中平面位
置、即ち、水中浚渫ロボット１０、中継ロボット３０、
排砂管４０の水中平面位置が割り出され、作業基地のモ
ニター画面に表示される。また、水中浚渫ロボット１
０、中継ロボット３０の深度を大気圧補正型の水晶発振
型水圧センサーで計測し、作業基地の潮位計で補正して
深度を検出する。また、水中浚渫ロボット１０、中継ロ
ボット３０の姿勢はジャイロコンパスにより検出する。
その他、カプセルゲージ（歪ゲージ）による排砂管４０
の張力の検出、超音波測深器による水底深度（不陸）の
計測、ナローマルチビーム測深ソナーによる水中浚渫ロ
ボット１０、中継ロボット３０の前後方の水底状況の探
査、水中用カラーテレビによる水底面状況の撮影、流向
・流速計による潮流の計測を行う。そして、これらのデ
ータは作業基地のモニター画面に表示され、施工管理が
行われる。

【００２５】また、余水処理バージ８０に搬送された浚
渫土砂および水は、地上に設置された余水処理プラント
９０にポンプにより圧送して処理し、更に土砂運搬バー
ジ８１に送り込んで、土砂分を沈降させた後に処理水を
ポンプにて放流する。

【００２６】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る水中浚渫ロ
ボットによる浚渫方法は、排砂管を水底に沈めて、その
先端側部位を水中浚渫ロボットに牽引させることによっ
て、排砂管が水上の船舶の航行の支障となることなく、
好適に浚渫工事を行うことができる。また、排砂管の中
間部位を中継ロボットに牽引させ、水中浚渫ロボットの
移動に際して、中継ロボットを移動して排砂管のたるみ
を調整することによって、排砂管を牽引する水中浚渫ロ
ボットの負担が軽減され、水中浚渫ロボットの移動を円
滑、迅速に行うことができ、効率的に作業を行うことが
できる。また、潮流の変化等に際して迅速に退避させる
ことができ、安全に作業を行うことができる。

【００２７】また、水中浚渫ロボットの架台にディッパ
を設けたことにより、非作業中の水底待機時や浚渫作業
中等に、架台を安定した状態で水底に固定することがで
き、高い安全性が得られる。

【００２８】また奉公変換機構及び高調整機構を有する
走行装置を前後左右の４箇所にそれぞれ独立して備えて
いる水中浚渫ロボットを使用することによって、不陸、
水流の速い場所においても、水中浚渫ロボットの安定
性、機動性を確保することができ、好適に作業を行うこ
とができる。

【００２９】また、方向変換機構及び高さ調整機構を有
する走行装置を前後左右の４箇所にそれぞれ独立して備
えている中継ロボットを使用することによって、不陸、
水流の速い場所においても、中継ロボットの安定性、機
動性を確保することができ、好適に作業を行うことがで
きる。更に、排砂管の前方部分と後方部分とを回転自在
に連結する回転式管継手を備えている中継ロボットを使
用することによって、排砂管のたわみの調整を好適に行
うことができ、水中浚渫ロボットの移動をより円滑、迅
速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水中浚渫ロボットによる浚渫方法
の実施の形態の一例を示す概念図（立面図）である。

【図２】図１の実施例における水中浚渫ロボットの平面
図である。

【図３】図２の水中浚渫ロボットの側面図である。

【図４】図２の水中浚渫ロボットのディッパ部分を拡大
して示す側面図である。

【図５】図１の例における中継ロボットの平面図であ
る。

【図６】図４の中継ロボットの正面図である。

【図７】図１の例における水中浚渫ロボット、中継ロボ
ット、排砂管の水中平面位置の計測方法を示す概念図
（平面図）である。

【符号の説明】１０水中浚渫ロボット１１ロボット本体１３走行装置１４脚１５クローラ２０掘削カッター２１ブーム３０中継ロボット３３走行装置３４脚３５クローラ４０排砂管４１回転式管継手４２浚渫ポンプ５０ディッパ５１支柱５２，５３平行リンク５４把持爪５５油圧シリンダ８０余水処理バージ８１土砂運搬バージ９０余水処理プラント１００水底１０１岸壁

フロントページの続き (72)発明者中丸英司栃木県那須郡西那須野町四区町1534−１五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者池田省三栃木県那須郡西那須野町四区町1534−１五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者近藤敏夫東京都文京区後楽二丁目２番８号五洋建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のクローラによる走行装置を有する
ロボット本体の先端にブームを旋回自在に備え、該ブー
ムの先端の掘削カッターによって掘削した土砂を、吸引
して排砂管を通して搬送する水中浚渫ロボットによる浚
渫方法において、所定長さの排砂管を水底に沈めて、該排砂管の前端側部
位を水中浚渫ロボットに牽引させると共に、該排砂管の
中間部位を複数のクローラによる走行装置を有する中継
ロボットに牽引させ、前記中継ロボットを移動して前記
排砂管のたるみを調整しつつ、前記水中浚渫ロボットを
移動して所定位置の浚渫を行う水中浚渫ロボットによる
浚渫方法。
【請求項２】水中浚渫ロボット、中継ロボット及び排
砂管にそれぞれ水柱位置測定装置の移動局を設置すると
ともに、沿岸に前記水中位置測定装置の固定局を複数設
置し、各移動局の位置を計測する事によって前記水中浚
渫ロボットの、中継ロボット及び排砂管の位置を検知し
つつ浚渫を行う請求項１に記載の水中浚渫ロボットによ
る浚渫方法。
【請求項３】方向変換機構及び高さ調整機構を有する
走行装置を前後左右の４箇所にそれぞれ独立して備えて
いる水中浚渫ロボットを使用する請求項１もしくは２に
記載の水中浚渫ロボットによる浚渫方法。
【請求項４】方向変換機構及び高さ調整機構を有する
走行装置を前後左右の４箇所にそれぞれ独立して備え、
排砂管の前方部分と後方部分とを回転自在に連結する回
転式管継手を備えている中継ロボットを使用する請求項
１，２もしくは３に記載の水中浚渫ロボットによる浚渫
方法。
【請求項５】架台に水底を把持するディッパを備えた
水中浚渫ロボットを使用する請求項１〜３もしくは４に
記載の水中浚渫ロボットによる浚渫方法。