JPH0919884A

JPH0919884A - 移動ロボット

Info

Publication number: JPH0919884A
Application number: JP7192430A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Yuguchi; 口康弘湯
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ケーブルの損傷を防止し、かつ、余剰のケー
ブルによる弊害を解消した移動ロボットを提供する。【解決手段】移動手段と、作業あるいは検査を行う手
段を有する作業ロボット３ａ，３ｂと、動力および信号
を伝達するケーブル４ａ，４ｂと、ケーブル４ａ，４ｂ
を巻き取るケーブル巻取装置６ａ，６ｂと、ケーブル４
ａ，４ｂ上に複数配設され、それぞれが移動手段と、固
定手段と、ケーブル送り手段とを有する少なくとも一つ
のケーブル取扱装置５ａ〜５ｊと、作業ロボット３ａ，
３ｂとケーブル巻取装置６ａ，６ｂとケーブル取扱装置
５ａ〜５ｊの動作を制御する制御装置７とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電プラン
トの配管や炉内構造物、あるいは火災現場等の災害現
場、あるいは洞窟や未知の惑星等の未知の環境におい
て、人間の代わって探査、点検、補修等を行う移動ロボ
ットに関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントにおいては、作業員
の被曝低減やプラントの信頼性、安全性の向上のため、
作業員が近づくことができない原子炉内部の配管や炉内
構造物等にロボットを接近させ、点検、補修等の作業を
行う必要が近年特に高まっている。

【０００３】このようなロボットは、原子力発電プラン
ト以外でも、火災現場等の危険な災害現場への接近や、
洞窟や惑星の探査など、人間が近づくことができない環
境下での危険作業にロボットを適用する必要が高まって
いる。

【０００４】このような作業に適したロポットとして
は、動力、および情報処理系を内蔵し、自律的に作業を
遂行できるものであることが望ましい。しかし、現実に
は情報処理系に必要となる半導体製品の耐放射線性、耐
熱性が悪く、情報処理系等を内蔵したロボットでは放射
線量の高い現場や高温の現場には適さない問題があっ
た。また動力を発生する装置等の重量についても、登載
重量、安全性等の制限から作業ロボットに搭載すること
ができない問題があった。

【０００５】このため現状では、作業ロボット本体と制
御装置とを分離し、作業ロボットと制御装置の間をケー
ブルで接続し、このケーブルを介して外部から作業ロボ
ットに動力と制御信号を与える方式が一般的となってい
る。

【０００６】この場合、ケーブルは動力や信号伝達のほ
かに現場で有用な働きを有する。例えば、原子炉の炉内
構造物は、複雑な形状を有しているため、作業ロボット
が人の近づけない場所で引っかかって動けなくなった
り、あるいはどこで動けなくなったのか判らなくなる可
能性がある。このような場合、作業ロボットを引き戻す
時のいわば綱としての機能を発揮する。しかし、このケ
ーブルは同時に、作業ロボットの動きを制限する欠点を
有する。

【０００７】図３５は、水で満たされた原子炉圧容器内
を移動する従来の移動ロボットの一例を示している。

【０００８】この従来の移動ロボット１６０は、点検用
装置等を搭載して満水状態の原子炉圧力容器１６１内を
移動する水中ビークル１６２と、この水中ビークル１６
２に動力や信号を送るケーブル１６３と、水中ビークル
１６２を制御する制御装置１６４とからなる。

【０００９】このような、移動ロボット１６０では、ケ
ーブル１６３の長さより短い距離の目標物に接近して作
業等する場合、ケーブル１６３の存在そのものが、水中
ビークル１６２の移動の妨げとなることがある。

【００１０】これに対して図３６に示すような移動ロボ
ットが提案されていた。図３６の移動ロボット１６４
は、検査・作業用装置を搭載した走行ロボット１６５
と、この走行ロボット１６５に接続されたケーブル１６
６と、予め敷設した走行レール１６７と、走行レール１
６７上を走行するケーブル牽引車１６８と、ケーブル１
６６を巻取りあるいは繰出しを行うケーブル貯線装置１
６９と、制御装置１７０とからなる。ケーブル１６６
は、走行ロボット１６５に一端を接続し、ケーブル牽引
車１６８とケーブル貯線装置１６９を経て、原子炉圧力
容器１７１を貫通して制御装置１７０に他端を接続して
いる。

【００１１】この移動ロボット１６４によれば、ケーブ
ル牽引車１６８が走行レール１６７上で走行ロボット１
６５の動きに合わせて移動し、ケーブル牽引車１６８と
走行ロボット１６５間でケーブル１６６が最短となるよ
うにケーブル１６６の繰出しあるいは巻取り等を行っ
て、余剰のケーブルが生じないように処理している。

【００１２】同様に余剰のケーブルが生じないようにケ
ーブルの巻取りや繰出しを行う他の従来の移動ロボット
も提案されていた（特開平０１−０６４５１４号公報参
照）。

【００１３】図３７は上記他の移動ロボットの例を示し
ている。この移動ロボット１７２は、検査・作業用装置
を搭載した走行ロボット１７３と、この走行ロボット１
７３に接続されたケーブル１７４と、走行経路の途中の
周辺構造物のコーナー部に設置した複数のケーブルガイ
ド１７５ａ〜１７５ｆと、ケーブル１７４を巻取りある
いは繰出すケーブル巻取機１７６とからなる。

【００１４】この移動ロボット１７２によれば、移動ロ
ボット１７２が構造物の間を進行し、構造物のコーナー
を曲がるときにそのコーナー部に設置されたケーブルガ
イド１７５ａ〜１７５ｆにケーブル１７４を係合させな
がら進む。これにより、走行ロボット１７３が幾つかの
コーナーを曲がった後は、ケーブル１７４は図３７に示
すようにケーブルガイド１７５ａ〜１７５ｆによってガ
イドされる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
３５に示す移動ロボットでは、ケーブルの長さを調節し
ないために、ケーブル長さが余って構造物のコーナー部
や屈曲部に擦れてケーブルを傷つけるおそれがあった。
また、ケーブルの重さや摩擦によって水中ビークルの推
進力が低減して移動不能となる可能性があるので、配管
内部などの狭隘な空間に、水中ビークルを送り込むこと
ができなかった。

【００１６】一方、図３６の移動ロボットは、予め走行
ロボットの走行ルートを決め、その走行ルートにケーブ
ルを送ることができるように走行レールを敷設しなけれ
ばならなかった。したがって、走行ロボットは、限られ
た範囲内でしか移動することができず、走行ロボットの
作業に対する制約が多かった。また、走行レールを敷設
するために比較的広い空間が必要となった。

【００１７】また、図３７の移動ロボットによっても、
予めケーブルガイドを設置しなければならない点は解決
されていない。従って、ケーブルガイドを設置しない場
所への接近は困難であった。特に原子力発電所内では、
配管内部など予めケーブルガイドの設置が不可能な場所
が多く、この問題を解決したい要求が高まっていた。ま
た、この移動ロボットのケーブルガイドは、ケーブルを
受動的に把持するだけであるので、ケーブルを把持する
ケーブルガイドの数の増加にともなって走行ロボットの
推進力が低減した。

【００１８】そこで、本発明の目的は、上記従来の技術
の課題を解決し、ケーブルの損傷を防止し、かつ、余剰
のケーブルによる弊害を解消した移動ロボットを提供す
ることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するために、本願請求項１に係る移動ロボットは、移
動手段と、作業あるいは検査を行う手段を有する作業ロ
ボットと、動力および信号を伝達するケーブルと、前記
ケーブルを巻き取るケーブル巻取装置と、前記ケーブル
上に複数配設され、それぞれが移動手段と、固定手段
と、ケーブル送り手段とを有する少なくとも一つのケー
ブル取扱装置と、前記作業ロボットとケーブル巻取装置
とケーブル取扱装置の動作を制御する制御装置と、を有
することを特徴とするものである。

【００２０】上記請求項１に記載の移動ロボットによれ
ば、制御装置が、作業ロボットの繰り出し時には、作業
ロボットに追随してケーブル取扱装置を移動させ、作業
ロボットの移動経路が湾曲した地点や、周囲の構造物を
迂回等する地点で最後方のケーブル取扱装置を固定させ
る。制御装置は、固定したケーブル取扱装置を制御して
ケーブルを先頭の作業ロボットへ向かって送らせる。こ
の場合、ケーブル取扱装置のケーブルの送りは、ケーブ
ル巻取装置のケーブルと同調して行われる。

【００２１】逆に、作業ロボットを回収するときは、制
御装置は、ケーブル巻取装置とケーブル取扱装置を制御
してケーブルを同調して巻き取らせる。作業ロボットが
回帰する途中で近づいたケーブル取扱装置は、固定を解
除して作業ロボットとともに回帰する。

【００２２】上述したように作業ロボットの繰り出しと
回収を行うので、ケーブルは固定したケーブル取扱装置
に案内されて周辺構造物との接触を避けられ、破損を防
止することができる。また、ケーブルが弛むことなく作
業ロボットの繰り出し量に応じて繰り出されるので、作
業ロボットの移動を妨げることがない。また、必要最短
のケーブル長さが作業ロボットと制御装置の間に引き回
されことになる。したがって、効率的にケーブルの長さ
を使用でき、かつ、ケーブルにノイズ等が入り込む可能
性が低減される。

【００２３】本願請求項２に係る移動ロボットは、前記
請求項１の移動ロボットにおいて、ケーブル取扱装置に
ケーブル監視用の視覚装置を設けたことを特徴とするも
のである。

【００２４】上記請求項２に記載の移動ロボットは、ケ
ーブル取扱装置に設けたケーブル監視用の視覚装置によ
って、ケーブルの状態の目視監視ができる。これによ
り、各ケーブル取扱装置の間で、ケーブルと周辺構造物
との引っかかりが生じた場合でも、不具合場所を容易に
知ることができる。

【００２５】本願請求項３に係る移動ロボットは、前記
請求項１の移動ロボットにおいて、ケーブル取扱装置に
作業あるいは検査を行う手段を設けたことを特徴とする
ものである。

【００２６】上記請求項３に記載の移動ロボットによれ
ば、ケーブル取扱装置が作業あるいは検査を行う手段を
有しているので、ケーブル取扱装置を点検・補修等する
必要がある場所に固定して作業・補修等することができ
る。これにより、ケーブル取扱装置は、単にケーブルの
送り出しを行うだけでなく、点検もしくは表面改質等の
作業を作業ロボットの作業と同時並行的に行うことがで
きる。

【００２７】本願請求項４に係る移動ロボットは、前記
請求項１の移動ロボットにおいて、ケーブル表面に長さ
の目盛りと距離表示を施し、現在繰り出しているケーブ
ルの長さを目視監視可能な視覚装置を設けたことを特徴
とするものである。

【００２８】上記請求項４に記載の移動ロボットによれ
ば、ケーブルを繰り出しあるいは回収している時に視覚
装置によってケーブル表面に施した長さの目盛りと距離
表示とを確認することができる。これによって、ケーブ
ルの繰出し量から現在の作業ロボットの到達位置あるい
は水中における深度を概算することができる。

【００２９】本願請求項５に係る移動ロボットは、前記
請求項１の移動ロボットにおいて、ケーブル表面に長さ
の情報を与える表示を施し、前記ケーブル取扱装置に前
記長さ情報の表示からケーブルの把持位置を読みとる検
出器を設けたことを特徴とするものである。

【００３０】上記請求項５に記載の移動ロボットによれ
ば、ケーブル取扱装置に取り付けた検出器によってケー
ブルの長さ情報の表示から自動的にその把持位置を検出
することができる。さらに、各ケーブル取扱装置のケー
ブル把持位置の情報を制御装置にフィードバックし、制
御装置によって、各ケーブル取扱装置のケーブル送り速
度を調整し、ケーブルを弛ませることなく、あるいは過
度に緊張させることなく作業ロボットに送ることができ
る。

【００３１】本願請求項６に係る移動ロボットは、前記
請求項１の移動ロボットにおいて、作業ロボットとケー
ブル取扱装置の移動手段はスクリュー推進機からなるこ
とを特徴とするものである。

【００３２】上記請求項６に記載の移動ロボットによれ
ば、ケーブル取扱装置の移動手段がスクリュー推進機か
らなるので、たとえば、原子炉の炉内構造物や、水等が
満たされた配管内等での作業・検査に好適な移動ロボッ
トを提供することができる。

【００３３】本願請求項７に係る移動ロボットは、前記
請求項６の移動ロボットにおいて、ケーブル取扱装置の
固定手段は、前記ケーブル取扱装置の外殻に取り付けら
れた複数の枢動可能な気室構造部材と、前記気室構造部
材の外側に設けられた伸縮可能な弾性シートと、給排気
手段とを有する膨張・収縮可能な気室からなることを特
徴とするものである。

【００３４】上記請求項７に記載の移動ロボットによれ
ば、気室構造部材と弾性シートからなる膨張・収縮可能
な気室によってケーブル取扱装置を配管内などに固定す
ることができる。

【００３５】上記気室を膨張させる場合、気室内に気体
を供給して気室構造部材を放射状になるように枢動させ
る。これによって気室構造部材の外側の弾性シートが拡
開し、気室が膨張してケーブル取扱装置の外径が増大す
る。これによって、ケーブル取扱装置を配管内に固定す
ることができる。

【００３６】本願請求項８に係る移動ロボットは、前記
請求項６の移動ロボットにおいて、ケーブル取扱装置の
固定手段は、前記ケーブル取扱装置の外殻に設けられ、
膨張あるいは収縮可能な弾性シートによって画成された
気室と、前記気室のガスを供給あるいは排気する手段と
からなることを特徴とするものである。

【００３７】上記請求項８に記載の移動ロボットは、ガ
スによって気室を膨張させてケーブル取扱装置を配管内
に固定する。すなわち、ケーブル取扱装置を固定したい
場合、弾性シートによって画成された気室にガスを供給
し、気室を膨張させる。これによって、ケーブル取扱装
置の外径が増大して配管等の内部に固定される。逆に、
排気手段によって気室内のガスを排出すれば、ケーブル
取扱装置の外径が減少して固定が解除される。

【００３８】本願請求項９に係る移動ロボットは、前記
請求項６の移動ロボットにおいて、ケーブル取扱装置の
固定手段は、前記ケーブル取扱装置の外側に取り付けら
れた推進方向が可変な推進機からなることを特徴とする
ものである。

【００３９】上記請求項９に記載の移動ロボットは、ケ
ーブル取扱装置の固定手段がケーブル取扱装置の外殻に
取り付けられた推進方向が可変な推進機からなる。この
推進機によってケーブル取扱装置を固定するには、他の
ケーブル取扱装置の推進機との関係でケーブルを緊張さ
せるように各推進機の推進方向を調整する。たとえば、
迂回する構造物から遠ざかる方向に各推進機の推進方向
を調整することにより、ケーブルを構造物から遠ざける
と同時に、各ケーブル取扱装置を固定することができ
る。

【００４０】本願請求項１０に係る移動ロボットは、前
記請求項６の移動ロボットにおいて、ケーブル取扱装置
の固定手段は、前記作業ロボットの移動経路周辺の構造
物に応じて、クランプ手段、吸盤あるいは磁石による吸
着手段、請求項７あるいは請求項８に記載した気室、請
求項９に記載の推進機を組み合わせたものからなること
を特徴とするものである。

【００４１】上記請求項１０に記載の移動ロボットによ
れば、種々の固定手段を組み合わせることにより、原子
炉内のジェットポンプの点検など特定の目的に好適な移
動ロボットを得ることができる。すなわち、作業ロボッ
トが上部格子板、炉心支持板、シュラウドサポートレ
グ、ジェットポンプディフューザ、ジェットポンプライ
ザ管の順序でジェットポンプに接近する場合、上記各炉
内構造物にそれぞれ適した固定手段によってケーブル取
扱装置を固定することができる。

【００４２】本願請求項１１に係る移動ロボットは、前
記請求項１の移動ロボットにおいて、作業ロボットとケ
ーブル取扱装置の移動手段は車輪あるいはカタピラーか
らなり、前記ケーブル取扱装置の固定手段は前記車輪あ
るいはカタピラーを制動する手段からなることを特徴と
するものである。

【００４３】上記請求項１１に記載の移動ロボットによ
れば、作業ロボットとケーブル取扱装置の移動手段が車
輪あるいはカタピラーからなり、床面を走行するのに適
した作業ロボットを得ることができる。この場合、ケー
ブル取扱装置が所定点で停留してケーブルを送るには、
制動手段によって車輪あるいはカタピラーの回転を停止
し、ケーブル送り手段によってケーブル送りを行う。

【００４４】本願請求項１２に係る移動ロボットは、前
記請求項１の移動ロボットにおいて、前記作業ロボット
の移動手段は車輪あるいはカタピラーからなり、前記ケ
ーブル取扱装置は、アクチュエータと多関節リンクによ
って構成された可変構造レールと、前記可変構造レール
に沿って移動可能に設けられた、固定手段を備えた少な
くとも一つの走行車とからなることを特徴とするもので
ある。

【００４５】上記請求項１２に記載の移動ロボットによ
れば、ケーブル取扱装置が自由に形状を変化させる可変
構造レールと、この可変構造レールに沿って走行する走
行車とからなる。この移動ロボットによれば、作業ロボ
ットの目標位置に応じて、可変構造レールが作業ロボッ
トの移動経路に沿うように形状を変化させる。走行車
は、可変構造レールに沿って作業ロボットととともに移
動する。なお、本ケーブル取扱装置は、走行車に能動的
な移動手段を備えることも、作業ロボットによって牽引
されて移動する受動的な移動手段を備えることも可能で
ある。

【００４６】本願請求項１３に係る移動ロボットは、前
記請求項１２の移動ロボットにおいて、走行車は、可変
構造レールを介して動力と制御信号を供給され、能動的
に前記作業ロボットを追随する手段を有していることを
特徴とするものである。

【００４７】上記請求項１３に記載の移動ロボットによ
れば、各走行車が能動的に移動する移動手段を備えてい
る。この移動ロボットによれば、作業ロボットの繰り出
し時に各走行車が作業ロボットに従って走行し、適当な
位置で最後方の走行車から停止してケーブル送りを行
う。その他の作用については請求項１２の移動ロボット
と同様である。

【００４８】本願請求項１４に係る移動ロボットは、前
記請求項１２または１３の移動ロボットにおいて、制御
装置は、目標物の位置と作業ロボットの初期位置と周辺
の構造物の位置を取り込んで前記作業ロボットの移動経
路を予め算出し、前記移動経路に沿った形状に前記可変
構造レールを変形させた後に、前記作業ロボットと前記
ケーブル取扱装置の走行車を移動させることを特徴とす
るものである。

【００４９】上記請求項１４に記載の移動ロボットによ
れば、制御装置が作業ロボットの目標物の位置と作業ロ
ボットの初期位置と周辺の構造物の位置とを取り込ん
で、作業ロボットの移動経路を予め算出して設定する。
作業ロボットの移動経路算出後、制御装置は可変構造レ
ールのアクチュエータを制御し、可変構造レールを作業
ロボットの移動経路に沿った形状に変形させる。次に、
制御装置は作業ロボットとケーブル取扱装置とを制御し
て、変形した可変構造レールに沿って走行させ、予め設
定した適当な箇所で最後方のケーブル取扱装置からケー
ブル取扱装置を配置し、ケーブル送りを行う。

【００５０】本移動ロボットによれば、作業ロボットの
目標物の位置を構造物の配置を示すコンピュータ画面上
で指示することにより、制御装置が作業ロボットの移動
経路をＣＡＤ等の設計データ等から自動的に設定でき
る。これにより、運転員が作業ロボットの移動を操作す
る必要がなくなり、運転員の負担を軽減することができ
る。

【００５１】本願請求項１５に係る移動ロボットは、前
記請求項１２または１３の移動ロボットにおいて、制御
装置は、目標物の位置と現在の作業ロボットの位置と周
辺構造物の位置データを取り込んでその時点における最
適な移動経路と前記ケーブル取扱装置の配置を計算し、
計算結果と一致するように前記可変構造レールの変形と
前記走行車の移動を制御することを特徴とするものであ
る。

【００５２】上記請求項１５に記載の移動ロボットによ
れば、制御装置が目標物の位置と現在の作業ロボットの
位置と周辺構造物の位置データを取り込んでその時点に
おける最適な移動経路と前記ケーブル取扱装置の配置を
計算し、計算結果と一致するように前記可変構造レール
の変形と前記走行車の移動とを制御する。本移動ロボッ
トによれば、作業途中で追加の作業項目や検査項目が生
じたときに、その追加の目標物の位置を構造物の配置を
示すコンピュータ画面上で指示すれば、制御装置が作業
ロボットの移動経路、ケーブル取扱装置の配置等を自動
的に設定し、可変構造レール、作業ロボット、ケーブル
取扱装置等を移動させることができる。

【００５３】本願請求項１６に係る移動ロボットは、垂
直あるいは傾斜した壁面に吸着しながら移動する手段
と、作業あるいは検査を行う手段とを有する作業ロボッ
トと、動力および信号を伝達するケーブルと、前記ケー
ブルを巻き取るケーブル巻取装置と、固定手段とケーブ
ル送り手段とを有する少なくとも一つのケーブル取扱装
置と、前記作業ロボットとケーブル巻取装置とケーブル
取扱装置の動作を制御する制御装置と、からなり、前記
作業ロボットは、前記ケーブル取扱装置を搭載、運搬す
る構造の本体を有し、本体に搭載した前記ケーブル取扱
装置を把持して壁面に押し付けて固定させるケーブル取
扱装置固定用手段を有していることを特徴とするもので
ある。

【００５４】上記請求項１６に記載の移動ロボットによ
れば、作業ロボットは垂直あるいは傾斜した壁面に吸着
して移動する手段により、垂直あるいは傾斜した壁面上
を転落することなく移動することができる。また、作業
ロボットの繰り出し時には、作業ロボットはケーブル取
扱装置を搭載して移動し、壁面の段差部、曲がり部等の
必要な場所で、ケーブル取扱装置を下ろしてこれを固定
する。固定されたケーブル取扱装置は、ケーブル送り手
段によって作業ロボットの動きに同調してケーブルを送
る。

【００５５】反対に作業ロボットを回収する時には、作
業ロボットはケーブル上で最も作業ロボットに近いケー
ブル取扱装置に接近し、これを作業ロボットに積み込
み、次のケーブル取扱装置に向かう。このようにして作
業ロボットが出発地点に戻ったときは、すべてのケーブ
ル取扱装置を回収することができる。

【００５６】本願請求項１７に係る移動ロボットは、前
記請求項１６の移動ロボットにおいて、ケーブル巻取装
置は、前記作業ロボットの位置に応じて前記ケーブルの
引き回し状態を変更するように壁面に吸着しながら移動
する手段を備えていることを特徴とするものである。

【００５７】上記請求項１７に記載の移動ロボットによ
れば、請求項１６の移動ロボットにおいて壁面に下ろさ
れたケーブル取扱装置自体が壁面に吸着しながら移動す
ることができる。本移動ロボットによれば、作業ロボッ
トが複数の目標物に次々に接近するような場合、ケーブ
ル取扱装置が目標物の位置に応じてその配置を変更し
て、ケーブルの引き回しを最短のものとすることができ
る。

【００５８】本願請求項１８に係る移動ロボットは、前
記請求項１ないし１７のいずれかの移動ロボットにおい
て、前記制御装置は、前記作業ロボットの繰り出し時に
は、前記作業ロボットとともに前記ケーブル取扱装置を
移動させ、所定の地点で前記ケーブル巻取装置に最も近
いケーブル取扱装置から固定させ、固定したケーブル取
扱装置を制御して前記ケーブルを前記作業ロボットへ向
かって送らせ、前記作業ロボットの回収時には、前記ケ
ーブル取扱装置を制御して前記ケーブルを前記ケーブル
巻取装置に向かって送らせ、前記作業ロボットが近づい
たケーブル取扱装置から固定を解除して前記作業ロボッ
トとともに移動させることを特徴とするものである。

【００５９】上記請求項１８に記載の移動ロボットによ
れば、作業ロボットの繰り出し時に制御装置が、ケーブ
ル取扱装置を作業ロボットとともに移動させ、適当な場
所でケーブル巻取装置に近いケーブル取扱装置からケー
ブル取扱装置を逐次固定させる。また、制御装置は固定
したケーブル取扱装置を制御して作業ロボットに向かっ
てケーブルを送らせる。反対に作業ロボットを回収する
時は、制御装置が各ケーブル取扱装置を制御してケーブ
ル巻取装置に向かってケーブルを送らせ、作業ロボット
に近づいたケーブル取扱装置から固定を解除して作業ロ
ボットとともに回収する。

【００６０】このように、作業ロボットの移動経路に沿
ってケーブル取扱装置を配置するので、予めケーブル取
扱装置を固定する必要がなく、任意の配置の構造物内で
構造物に接触することなくケーブルを引き回すことがで
きる。さらに、各ケーブル取扱装置が作業ロボットに向
かってケーブルを送ることができるので、作業ロボット
自体のケーブル牽引力を低減でき、装置の小型化に寄与
することができる。また、繰り出されたケーブルは必要
最小限の長さであるので、ケーブルが作業ロボットの移
動の支障になることがない。

【００６１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わる移動ロボ
ットの第一実施形態を添付の図面を用いて説明する。

【００６２】最初に、本実施形態の構成について説明す
る。図１に示すように、本実施形態の移動ロボット１
は、２系統の作業ロボットを有している。一系統の作業
ロボットは、撮影装置２ａを搭載した作業ロボット３ａ
と、動力や信号を伝達するケーブル４ａと、ケーブル４
上に設けられた複数のケーブル取扱装置５ａ〜５ｅとか
らなり、他の系統の作業ロボットは、撮影装置２ｂを搭
載した作業ロボット３ｂと、動力や信号を伝達するケー
ブル４ｂと、ケーブル４ｂ上に設けられた複数のケーブ
ル取扱装置５ａ〜５ｅとからなる。この２系統の作業ロ
ボットは、ケーブル巻取装置６ａ，６ｂを介して制御装
置７に接続している。

【００６３】この移動ロボット１によって原子炉圧容器
８内のジェットポンプ９、シュラウド１０、上部格子板
１１、炉心支持板１２、等の炉内構造物１３や主蒸気配
管１４内、給水配管（図示せず）内を点検する場合に
は、原子炉圧力容器８に水を張った状態で行う。作業ロ
ボット３ａ，３ｂは、クレーン１５によって原子炉圧力
容器８内に吊り降ろされる。

【００６４】クレーン１５と制御装置７の間には、ケー
ブル巻取り装置６ａ，６ｂが配設されいる。制御装置７
は、ケーブル巻取装置６ａ，６ｂを制御して、先頭の作
業ロボット作業ロボット３ａ，３ｂの移動量に従って、
ケーブル４ａ，４ｂの長さを調整する。制御装置７は、
ケーブル４ａ，４ｂの長さを独立に調整し、作業ロボッ
ト３ａ，３ｂをそれぞれ独立に制御することができる。

【００６５】図２、図３は、先頭の作業ロボット３ａを
示している（作業ロボット３ｂについても全く同一の構
成を有している）。作業ロボット３ａの先端には、撮像
装置２ａが設けられ、気密ケース１６ａ周囲には、推進
機１７ａ〜１７ｄが配設されている。また、作業ロボッ
ト２ａの後端には、ケーブル４ａが接続されている。

【００６６】気密ケース１６ａの外周に取り付けられた
推進機１７ａ〜１７ｃは、気密ケース１６ａの中心軸と
推進機１７ａ〜１７ｃ内に設けられたスクリュー１８ａ
〜１８ｃの回転軸が平行になるように設けられている。
そして、横方向の推進機１７ｄは、気密ケース１６ａの
中央部で気密ケース１６ａの中心軸と推進機１７ｄ内の
スクリュー１８ｄの回転軸が垂直になるように設けられ
ている。

【００６７】図４は、推進機１７ａの構造をさらに詳し
く示している（推進機１７ｂ，１７ｃも全く同一の構成
を有している）。

【００６８】図４に示すように、作業ロボット３ａの推
進機１７ａの駆動力は、給電線１９が接続しているモー
タ２０によって供給されている。このモータ２０は、気
密ケース１６ａ内に配置されており、その出力軸２１は
ベアリング２２によって支持され、他端にはプーリ２３
が接続されている。推進機１７ａ内には、ベアリング２
４ａ，２４ｂによって支持されたスクリュー１８ａが配
設されている。このスクリュー１８ａの外周にはプーリ
２５が配設されている。スクリュー１８ａに接続された
プーリ２５と出力軸２１に接続されたプーリ２３には、
タイミングベルト２６が掛け回され、駆動力が伝達され
る構成になっている。推進機１７ａのスクリューハウジ
ング２７とスクリュー１８ａの間には、Ｏリング２８
ａ，２８ｂが設けられ、気密ケース１６ａ内に液体が進
入しないように構成されている。

【００６９】ケーブル取扱装置５ａ〜５ｅとケーブル取
扱装置５ｆ〜５ｊは、図１に示すように、それぞれケー
ブル４ａ，４ｂ上に取り付けられている。各々のケーブ
ル取扱装置５ａ〜５ｊには、図示しないが、スクリュー
推進機等の移動手段と、周辺の構造物の屈曲部や狭隘部
や不連続部等に固定可能なクランプ手段、吸盤や磁石等
による吸着手段等の固定手段と、ケーブルを把持して所
定方向に送るケーブル送り手段とが備えられている。

【００７０】上記ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊは、先頭
の作業ロボット３ａ，３ｂの運動を妨げないように、流
体抵抗の少ない流線形状を有している。また、ケーブル
取扱装置５ａ〜５ｊは、浮力と自重が釣り合うように自
重補償の処理（図示せず）がなされている。

【００７１】次に、本実施形態の作用について説明す
る。図１において、作業ロボット３ａは、クレーン１５
によって原子炉圧容器８に吊り下ろされるが、最初に最
後方のケーブル取扱装置５ｅが原子炉圧力容器８の内面
上端部に固着し、作業ロボット３ａに向かってケーブル
４ａを送る。残るケーブル取扱装置５ａ〜５ｄは、作業
ロボット３ａとともに原子炉圧容器８を目標のジェット
ポンプ９に向かって移動する。次にこれら作業ロボット
３ａとケーブル取扱装置５ａ〜５ｄが上部格子板１１を
通過するときに、その時点で最後方のケーブル取扱装置
５ｄが上部格子板１１に固着し、ケーブル４ａを作業ロ
ボット３ａへ向かって送る。同様にして炉心支持板１２
を通過するときに、炉心支持板１２にケーブル取扱装置
５ｃが固着してケーブル４ａを送る。このように、ケー
ブル取扱装置５ａ〜５ｅが次々と、構造物の屈曲部や狭
隘部や不連続部等に固着し、ケーブル４ａを作業ロボッ
ト３ａに向かって送る。これらケーブル取扱装置５ａ〜
５ｅのケーブルの送りは、作業ロボット３ａの動きと同
調して行われる。

【００７２】作業ロボット３ｂの場合、ケーブル取扱装
置５ｆ〜５ｊは、作業ロボット３ｂとともに主蒸気配管
１４内に進入し、最後方のケーブル取扱装置から主蒸気
配管１９の出口、主蒸気配管１９の屈曲部の順に固着し
てケーブル４ｂを前方に送る。

【００７３】上記ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊのケーブ
ル４ａ，４ｂの送り速度は、好ましくは作業ロボット３
ａ，３ｂの動きに同調され、ケーブル４ａ，４ｂに過大
な引張力がかかったり、ケーブル４ａ，４ｂに弛みが生
じないようにする。

【００７４】目標に到達した作業ロボット３ａ，３ｂの
作業が終了すると、ケーブル巻取装置６ａ，６ｂがケー
ブル４ａ，４ｂを巻き取って作業ロボット３ａ，３ｂを
回収する。このとき、ケーブル４ａ，４ｂの巻取り張力
が過大にならないように、ケーブル巻取装置６ａ，６ｂ
の巻取り速度および巻取りトルクはケーブル４ａ，４ｂ
を痛めないように制限される。このとき、ケーブル取扱
装置５ａ〜５ｊのケーブル送り速度を、ケーブル巻取装
置６ａ，６ｂに同調させることによって、各ケーブル取
扱装置５ａ〜５ｊ間でもケーブル４ａ，４ｂを一定の長
さに維持することができる。

【００７５】ケーブル４ａ，４ｂは一定の速度で巻取ら
れるので、ケーブル４ａ，４ｂを辿る方向で、作業ロボ
ット３ａ，３ｂが逆行する。このとき、ケーブル巻取装
置６ａ，６ｂの巻取り量を検出することにより、作業ロ
ボット３ａ，３ｂが固定されているケーブル取扱装置５
ａ〜５ｊに接近したことを検知することができる。

【００７６】作業ロボット３ａ，３ｂがケーブル取扱装
置５ａ〜５ｊに接近したと判断したときは、ケーブル巻
取装置６ａ，６ｂとケーブル取扱装置５ａ〜５ｊのケー
ブル巻取り動作を一旦停止し、作業ロボット３ａ，３ｂ
が接近したケーブル取扱装置５ａ〜５ｅの固定を解除す
る。固定を解除されたケーブル取扱装置５ａ〜５ｅは、
ケーブル４ａ，４ｂを把持する。しかる後に、ケーブル
巻取装置６ａ，６ｂと残るケーブル取扱装置によるケー
ブル巻取りを再開し、同様の動作を繰り返して、作業ロ
ボット３ａ，３ｂを回収する。

【００７７】本実施形態の移動ロボット１によれば、原
子炉圧力容器８内のジェットポンプ９、シュラウド１
０、上部格子板１１、炉心支持板１２等の炉内構造物１
３や主蒸気配管１４内、給水配管（図示せず）内など、
一部狭隘な空間を通過して点検しなければならない目標
物に対しても、ケーブル４ａ，４ｂと炉内構造物１３の
凹凸部とを干渉させることなく、作業ロボット３ａ，３
ｂを接近させることができるので、広範囲に渡って点検
等を行うことができる。

【００７８】また、ケーブル４ａ，４ｂは、先頭の作業
ロボット３ａ，３ｂの移動に従って送り出されるので、
ケーブル４ａ，４ｂの長さが必要以上に余剰することが
ない。このようにケーブル４ａ，４ｂが必要かつ十分な
長さだけ繰り出されることは、ケーブル４ａ，４ｂが不
測の原因によって傷つけられる可能性を最小限にし、シ
ステムの信頼性を向上させる。

【００７９】また、ケーブル４ａ，４ｂは、ケーブル取
扱装置５ａ〜５ｊ間で最短に引き回されるので、ケーブ
ル４ａ，４ｂの全長に対する先頭の作業ロボット３ａ，
３ｂの移動距離を最大限に確保することができる。

【００８０】また、一定の距離離れた目標物に対して、
必要最低限のケーブル４ａ，４ｂの長さを用意すれば良
いので、ケーブル４ａ，４ｂ内部の電線の抵抗値、ノイ
ズの影響、流体配管の圧損を低減する効果が得られる。

【００８１】さらに、本実施形態によれば、作業ロボッ
ト３ａ，３ｂの繰出しの過程で、固定したケーブル取扱
装置５ａ〜５ｊがケーブル４ａ，４ｂを送るので、作業
ロボット３ａ，３ｂがケーブル４ａ，４ｂを牽引する力
が軽減される。これによって、作業ロボット３ａ，３ｂ
の推進力を有効に利用することができ、ケーブル４ａ，
４ｂの長さが長くなった場合でも、安定した推進力を得
ることができる。

【００８２】また、ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊが作業
ロボット３ａ，３ｂの推進力の一部を負担しているの
で、作業ロボット３ａ，３ｂの推進力の分散化が図られ
る。この結果、作業ロボット３ａ，３ｂの推進機等の小
型化が図られ、小型の作業ロボット３ａ，３ｂを得ら
れ、狭隘な空間に接近可能な作業ロボット３ａ，３ｂを
得ることができる。

【００８３】上述したように本実施形態の移動ロボット
１によれば、固定されたケーブル取扱装置５ａ〜５ｊ間
で、ケーブル４ａ，４ｂが必要十分な長さで引き回さ
れ、かつ、ケーブルの送りや巻取りに過大な引張力が発
生しないので、作業ロボット１の操作作業員は、移動経
路途中のケーブル４ａ，４ｂの状態に注意する必要がな
くなり、操作のための負担が著しく軽減しされ、作業効
率を向上させることができる。

【００８４】また、先頭の作業ロボット３ａ，３ｂに不
具合が発生して航行不可能になった場合でも、ケーブル
４ａ，４ｂの絡まり等がほとんどないので、ケーブル４
ａ，４ｂを巻き取って容易に作業ロボット３ａ，３ｂと
ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊを回収することができる。

【００８５】本実施形態の移動ロボット１の第一の変形
例は、ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊに撮影装置（図示せ
ず）を設けたものである。撮影装置は、好ましくはケー
ブル取扱装置５ａ〜５ｊがケーブル４ａ，４ｂを把持す
る部分に設けられ、ケーブル４ａ，４ｂの伸張方向に向
けて撮影アングルを固定しておく。

【００８６】本変形例によれば、上記移動ロボット１の
基本的な作用・効果のほかに、撮影装置によってケーブ
ル４ａ，４ｂの状態を目視監視することができる。本変
形例の移動ロボットは、撮影装置によってケーブル取扱
装置５ａ〜５ｊ間のケーブル４ａ，４ｂの状態を監視す
ることができるので、ケーブル４ａ，４ｂが構造物等に
引っ掛かった場合は、監視装置によって引っ掛かった場
所やその状態を確かめられ、対策を容易にたてることが
できる。

【００８７】また、ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊ間のい
ずれかでケーブル４ａ，４ｂに弛みや過度の緊張が生じ
ている場合に、目視によって確かめられ、ケーブル４
ａ，４ｂの送り量の調整ができるようになり、システム
の信頼性が向上する。

【００８８】本実施形態の移動ロボット１の第二の変形
例は、ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊに超音波探触子、検
査用撮影装置、レーザピーニング装置等の作業装置を設
けたものである。

【００８９】本変形例によれば、上記移動ロボット１の
基本的な作用・効果のほかに、各ケーブル取扱装置５ａ
〜５ｊの作業装置によって同時に多数の作業を行うこと
ができる。すなわち、本変形例の１によれば、各ケーブ
ル取扱装置５ａ〜５ｊが点検もしくは表面改質等の作業
を行う必要がある場所に停留し、作業ロボット３ａ，３
ｂと平行して点検、表面改質等の作業を行うことができ
る。

【００９０】従って、点検の結果、不具合が発見された
場合でも、先頭の作業ロボット３ａ，３ｂは点検を続行
し、ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊのいずれかが、不具合
箇所に移動し、作業ロボット３ａ，３ｂの移動に応じて
ケーブル４ａ，４ｂを送り出しながら、超音波探傷等の
詳細点検やレーザピーニング等の保全作業、補修等を連
続して行うことができる。このように点検から補修まで
の一連の作業を連続して行うことにより、作業効率を向
上させることができる。

【００９１】本実施形態の移動ロボット１の第三の変形
例は、ケーブル４ａ，４ｂ上に長さを示す目盛りと距離
表示を施し、ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊに長さの目盛
りや距離表示を読みとることができる撮影装置を取り付
けたものである。前記撮影装置は、ケーブル取扱装置５
ａ〜５ｅに設ける代わりにケーブル巻取装置６ａ，６ｂ
等適当な場所に設けることができる。また、先頭の作業
ロボット３ａ，３ｂに、深度計（図示せず）を登載する
こともできる。

【００９２】本変形例によれば、上記移動ロボット１の
基本的な作用・効果のほかに、ケーブル４ａ，４ｂの繰
出し量から、作業ロボット３ａ，３ｂの到達距離を知る
ことができる。原子炉圧力容器８内の深い部位に作業ロ
ボット３ａ，３ｂを移動させる場合においても、ケーブ
ル４ａ，４ｂを必要以上に送り出すことなく、適正な長
さを保ちながら移動および作業することができる。ま
た、ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊに設けた撮影装置によ
って、各ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊ間のケーブル長さ
を把握でき、ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊ間のいずれか
で生じたケーブルの引っかかりを検知することができ
る。

【００９３】本実施形態の移動ロボット１の第四の変形
例は、ケーブル４ａ，４ｂ上にバーコードや、所定間隔
ごとに設けた検出可能な目盛り等の長さ情報を与える表
示を施し、ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊにＣＣＤカメラ
等の撮像装置（図示せず）や、磁気あるいはレーザーに
よる検出器を設けたものである。

【００９４】以下にこの第四変形例による移動ロボット
１の作用について説明する。原子力発電施設内などの予
め構造物の配置が設計値によって判っている環境に対し
ては、ＣＡＤ等の設計値から現在の作業ロボット３ａ，
３ｂとケーブル取扱装置５ａ〜５ｊの位置と間隔を知る
ことができる。

【００９５】未知の環境に対しては、先頭の作業ロボッ
ト３ａ，３ｂの移動軌跡の記録から、現在の作業ロボッ
ト３ａ，３ｂとケーブル取扱装置５ａ〜５ｊの位置と間
隔を知ることができる。

【００９６】一方、各ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊ間の
ケーブル４ａ，４ｂの長さは、ケーブル取扱装置５ａ〜
５ｊの検出器が読み取った値の差によって算出すること
ができる。

【００９７】これらのケーブル取扱装置５ａ〜５ｊの位
置やケーブル４ａ，４ｂの長さの情報は、制御装置７に
集められる。制御装置７内では、ケーブル取扱装置５ａ
〜５ｊ間の実際の距離データと、ケーブル取扱装置５ａ
〜５ｊ間のケーブル４ａ，４ｂの長さを比較し、ケーブ
ル取扱装置５ａ〜５ｊのケーブル４ａ，４ｂの送り出し
量とケーブル巻取装置６ａ，６ｂのケーブルの繰り出し
量を算出する。

【００９８】ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊ間のいずれか
の区間の距離とその両端のケーブル取扱装置５ａ〜５ｅ
のいずれか２つの送り量がほぼ等しい場合には、ケーブ
ル４ａ，４ｂに必要以上の張力が作用している可能性が
あるので、その区間より制御装置７に近い側の全てのケ
ーブル取扱装置５ａ〜５ｊの送り量およびケーブル巻取
装置６ａ，６ｂのケーブル繰り出し量を増やす。

【００９９】また、ケーブル取扱装置５ａ〜５ｊ間のい
ずれかの区間の距離に対してケーブル４ａ，４ｂの長さ
が必要以上に大きいときは、ケーブル４ａ，４ｂが余っ
ているか、どこかに引っ掛かっている可能性がある。こ
の場合は、その区間より制御装置７により近い側の全て
のケーブル取扱装置５ａ〜５ｊの送り量およびケーブル
巻取装置６ａ，６ｂの繰り出し量を減らす。仮にケーブ
ル４ａ，４ｂが引っかかっている場合には、最終的にケ
ーブル取扱装置５ａ〜５ｊの送り出し量およびケーブル
巻取装置６ａ，６ｂの繰り出し量は０になる。この場合
は、自動的にケーブル４ａ，４ｂの巻取りを停止し、こ
のときの各々のケーブル取扱装置５ａ〜５ｊ間の実際の
距離とケーブル長の値の偏差の大きな区間でケーブル４
ａ，４ｂが引っかかっていると診断するができる。

【０１００】上述したことから明らかなように、本変形
例によれば、本発明の第一実施形態の移動ロボット１の
基本的な作用・効果のほかに、ケーブル取扱装置５ａ〜
５ｊ間のケーブル４ａ，４ｂの緊張の具合を診断・制御
することができる。ケーブル４ａ，４ｂの弛みや過度の
緊張が発生している場合は自動的に修正でき、また、引
っかかり等が発生した場合も、その発生箇所を素早く判
断できる。これにより、作業監視者は、ケーブル取扱装
置５ａ〜５ｊのケーブル４ａ，４ｂの送り出し機能の健
全性の監視および補正を容易に行うことができ、操作の
ための負担が大幅に軽減される。

【０１０１】次に本発明による移動ロボットの第二実施
形態について図５〜図１０を用いて以下に説明する。

【０１０２】本実施形態の移動ロボットは、水等で満た
された配管内の点検・作業に適したものである。図５と
図６にその全体構成と、配管に進入する様子を示す。

【０１０３】図５に示すように、本実施形態の移動ロボ
ット２１は、スクリュー推進機等の移動手段と撮影装置
等を備えた作業ロボット２２と、動力や信号を伝達する
ケーブル２３と、ケーブル２３上に設けられた複数のケ
ーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃと、ケーブル巻取装置２
５と、制御装置２６とからなる。

【０１０４】なお、ケーブル２３は、作業ロボット２２
と各ケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃへ動力と情報を送
る複数本のケーブルからなる。また、ケーブル巻取装置
２５は、独立に各ケーブルを巻取りあるいは繰出しする
複数のものからなる。

【０１０５】本実施形態の移動ロボット２１は、第一実
施形態の移動ロボット１と同様に、作業ロボット２２の
繰出し時には、ケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃが作業
ロボット２２を追随し、配管の開口部や湾曲部等で制御
装置２６に近いケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃから停
留・固定し、ケーブル２３を作業ロボット２２へ向かっ
て送る。これらケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃは、自
重補償の処置（図示せず）が施されており、作業ロボッ
ト２２の動きを妨げないように構成されている。

【０１０６】図５は、原子炉圧力容器（図示せず）等の
水を張ったプール２７に開口部２８を有する配管２９内
に、作業ロボット２２が進入したところを示している。
このとき、最後方のケーブル取扱装置、すなわち制御装
置２６に最も近いケーブル取扱装置２４ｃは膨張して配
管２９の開口部２８に固定する。固定したケーブル取扱
装置２４ｃは、作業ロボット２２の移動速度に合わせて
ケーブル２３を前方へ送る。

【０１０７】図６は、作業ロボット２２がさらに配管２
９内を進み、２つの湾曲部２９ａ，２９ｂを通過したと
ころを示している。この場合、ケーブル取扱装置２４ｂ
は配管の湾曲部２９ａに、ケーブル取扱装置２４ｃは配
管の湾曲部２９ｂにそれぞれ固定して、作業ロボット２
２の動きに合わせてケーブル２３を作業ロボット２２へ
送る。

【０１０８】ケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃが膨張し
て配管２９内に固定する機構を以下に説明する。

【０１０９】図７〜図９は、ケーブル取扱装置２４ａ〜
２４ｃの一例を示している。ケーブル取扱装置２４ａ〜
２４ｃには、ケース３０内部に固定された能動クローラ
３１と、それと正対する位置に押し付けばね３２ａ〜３
２ｃで弾性支持された受動クローラ３３と、それと９０
度の方向にケーブル２３の位置決めをするガイド車輪３
４ａ，３４ｂが配設されている。

【０１１０】能動クローラ３１、受動クローラ３３、ガ
イド車輪３４ａ，３４ｂによって、ケーブル取扱装置２
４ａ〜２４ｃは、ケーブル２３を挟み込むように構成さ
れている。

【０１１１】能動クローラ３１は、タイミングベルト３
５を介してモータ３６に接続されている。ケース３０の
外周には気室３７が形成されている。

【０１１２】気室３７は、拡開・収縮可能な弾性シート
３８によって画成され、その内部に枢動可能な気室構造
部材３９ａ〜３９ｈを有している。気室３７には給気管
４０と、排気管４１が連通されている。

【０１１３】気室構造部材３９ａ〜３９ｈはケース３０
に対して一端が回転自由に接続されており、図８に示す
ように通常は回転ばね４２ａ〜４２ｈによって、ケース
３０の外周に沿って折り畳まれている。気室３７に給気
管４０を通じて空気が供給されると、気室構造部材３９
ａ〜３９ｈは回転ばね４２ａ〜４２ｈの力に逆らって図
９に示すように枢支点を中心に放射状に拡開する。弾性
シート３８は、気室構造部材３９ａ〜３９ｈによって押
し広げられ、気室３７は膨張する。これによってケーブ
ル取扱装置２４ａ〜２４ｃの外径が増大し、配管２９内
に固定される。

【０１１４】空気の供給および排気は、図７のように別
途ケーブルが直接接続される場合（図示せず）と、ケー
ブル取扱装置２４ａ〜２４ｃが搬送する場合とが考えら
れる。

【０１１５】図１０は、他の構成の気室を有するケーブ
ル取扱装置２４ａ〜２４ｃを示している。このケーブル
取扱装置２４ａ〜２４ｃによれば、ケース３０内にボン
ベ４３を有し、電磁弁４４の入出力ポート４５ａと入出
力ポート４５ｂを開放し、入出力ポート４５ｃを閉鎖す
ることによって給気を行う。排気は、電磁弁４４の入出
力ポート４５ａと入出力ポート４５ｃを開放し、入出力
ポート４５ｂを閉鎖し、ポンプ４６によってボンベ４３
内に回収する。なお、ボンベ４３に回収する代わりに、
ケース３０内圧を下げておくことによって、ケース３０
内に回収する場合、もしくは排気は外部に放出する場合
も考えられる（図示せず）。

【０１１６】気室３７内の圧力を測定するため、気室３
７の内部には圧力センサ４７が配設されている。なお、
気室３７は、単に弾性シート３８と、給排気手段とによ
って構成してもよい。

【０１１７】以下に本実施形態の作用についてさらに説
明する。本実施形態の作業ロボット２２は、図２の第一
実施形態の点検作業ロボット作業ロボット３ａ，３ｂと
同様に推進機を正転もしくは逆転させることによって、
プール２７及び配管２９内を３次元運動することができ
る。

【０１１８】作業ロボット２２が、配管２９内に進入
し、開口部２８もしくは屈曲点２９ａ，２９ｂに位置す
ると、最後方のケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃの気室
３７に給気管４０を介して空気が供給される。これによ
って、最後方のケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃは配管
２９内で気室３７が拡大し、固定される。固定状態の検
出は、ケーブル取扱装置の存在する水深と気室５２内部
の圧力測定値の比較によって行う。

【０１１９】作業ロボット２２がさらに進行する場合に
は、固定されたケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃの能動
クローラ３１は、作業ロボット２２の進行速度に合わせ
てケーブル２３を送り出す。これによって作業ロボット
２２は、配管２９内を目標位置まで進み、検査や表面改
質等の作業を行う。

【０１２０】作業が終了すると、ケーブル巻取り装置２
５がケーブル２３の巻取りを行い、作業ロボット２２を
回収する。その間、ケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃ
は、制御装置２６側にたぐり寄せる方向にケーブル２３
を送る。作業ロボット２２が回帰の途中で接近したケー
ブル取扱装置２４ａ〜２４ｃは、ケーブル２３の送りを
停止し、配管２９内での固定を解除して、作業ロボット
２２とともに配管２９の開口部２８に向かって移動す
る。

【０１２１】本実施形態によれば、内径が作業ロボット
２２及びケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃの縮小時の外
径寸法以上の配管の内部を点検、検査、表面改質を行う
ことができる。

【０１２２】原子炉圧力容器内の主蒸気配管や給水配管
など、配管の内部を点検しなければならない場合、配管
の開口部や湾曲部でケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃが
固定してケーブルケーブル２３を送るので、ケーブル２
３を案内して引っかかりと摩耗を防止することができ
る。

【０１２３】また、ケーブル２３は先頭の作業ロボット
２２の移動に従って送り出され、ケーブル２３の長さは
必要以上に余剰することがないので、余剰のケーブル２
３が湾曲部等で摩耗することを防止でき、システムの信
頼性を向上させることができる。

【０１２４】また、ケーブル２３は、ケーブル取扱装置
２４ａ〜２４ｃ間で最短距離で結ばれることにより、一
定長さのケーブル２３に対する作業ロボット２２の移動
距離を最大限確保することができる。

【０１２５】さらに、目標移動距離に対して必要最低限
のケーブル２３が引き回されるので、ケーブル２３内部
の電線の抵抗値、ノイズの影響、流体配管の圧損を低減
する効果が得られる。

【０１２６】また、ケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃに
よるケーブル２３を送る力が、作業ロボット２２の推進
力の一部となるので、作業ロボット２２の推進力を有効
に利用できる。これによって、ケーブル２３の長さが長
くなった場合でも、安定した推進力を得ることができ
る。

【０１２７】また、ケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃの
ケーブルを送る力が作業ロボット２２の推進力の一部を
負担することになるので、推進力の分散化が図られ、先
頭の作業ロボット２２の推進用アクチュエータ等の小型
化が図れる。この結果、先頭の作業ロボット４０の小型
化が可能になり、狭い場所での作業を可能にする。

【０１２８】さらに、作業ロボット２２の操作作業員
は、移動経路途中のケーブル２３の状態に注意する必要
がないため、作業ロボット２２の操作に専念でき、負担
が大幅に軽減され、作業効率が向上する。

【０１２９】また、作業ロボット２２に不具合が発生し
て、航行不可能になった場合でも、ケーブル２３を巻き
取って順次作業ロボット２２とケーブル取扱装置２４ａ
〜２４ｃを回収することにより、容易に回収することが
できる。

【０１３０】また、本実施形態によるケーブル取扱装置
２４ａ〜２４ｃの配管２９内部での固定方法によれば、
気室３７が配管２９の内部で拡大し、表面全体で均等に
配管２９内面と接触し、かつ、固定力は圧力センサ４７
によってコントロールしているので、配管２９の一部に
集中荷重がかかることなく、配管２９の内面を保護する
効果が得られる。

【０１３１】次に、上記第二実施形態による移動ロボッ
トの第一変形例を図１１および図１２を用いて説明す
る。

【０１３２】本変形例の移動ロボット４８は、図１１に
示すように、推進機４９と超音波探触子、撮像装置、表
面改質装置などの作業装置５０を備えた作業ロボット５
１と、図示しない制御装置と、図示しないケーブル巻取
り装置と、動力及び情報を伝達するケーブル５２と、ケ
ーブル５２に沿って連設されたケーブル取扱装置５３ａ
〜５３ｃとからなる。

【０１３３】図１２は、本変形例のケーブル取扱装置５
３ａ〜５３ｃの一構成例を示している。本変形例のケー
ブル取扱装置５３ａ〜５３ｃは、外殻ケース５４上に推
進機５５ａ，５５ｂを備えている。外殻ケース５４は、
ベアリング５６ａ，５６ｂを介して内殻ケース５７によ
って支持され、ケーブル５２に直交する軸に関して回転
可能に構成されている。内殻ケース５７に取り付けられ
たモータ５８は、回転軸の先端に平歯車５９ａ，５９ｂ
を有し、モータ５８の回転によって外殻ケース５４の角
度、すなわち、推進機５５ａ，５５ｂの推進方向を変え
ることができる。

【０１３４】推進機５５ａ，５５ｂは、モータ６０ａ，
６０ｂを動力として、タイミングベルト６１ａ，６１ｂ
を介してスクリュー６２ａ，６２ｂを回し、推進力を得
る構造を有している。

【０１３５】内殻ケース５７内には、一端を内殻ケース
５７に取り付けたリニアガイドロッド６３ａ〜６３ｃに
沿って、内殻ケース５７との間にばね６４ａ〜６４ｃと
リニアブッシュ（図示せず）を挟んで、半径方向に直動
可能な受動クローラ６５が配設されている。受動クロー
ラ６５は、ばね６４ａ〜６４ｃによって弾発的にケーブ
ル５２を押し付けている。

【０１３６】上記受動クローラ６５とケーブル５２を挟
んで対向する位置に能動クローラ６６が配設されてい
る。能動クローラ６６は、モータ６７を動力とし、タイ
ミングベルト６８を介して、正逆両方向に回転し、これ
によって、ケーブル５２を前後方向に送り出すことがで
きる。

【０１３７】なお、ケーブル取扱装置５３ａ〜５３ｃの
ケーブル５２の出入口には、自在車６９ａ〜６９ｄが取
り付けられている。

【０１３８】以下に本変形例による移動ロボット４８の
作用について説明する。

【０１３９】本移動ロボット４８によれば、最初にケー
ブル巻取り装置（図示せず）が、作業ロボット４８の移
動に合わせてケーブル５２を繰り出し、ケーブル取扱装
置５３ａ〜５３ｃは作業ロボット５１に従って移動す
る。

【０１４０】図１０に示すように、作業ロボット５１が
配管７０内へ進入すると、まずケーブル取扱装置５３ｃ
が開口部７０ａに停留し、ケーブル５２の送り出しを行
う。同様に湾曲部７０ｂ、湾曲部７０ｃにおいて、各々
のケーブル取扱装置５３ｂ，５３ａが停留し、ケーブル
５２の送り出しを行う。このようにして作業ロボット５
１が作業場所まで移動する。このとき、ケーブル取扱装
置５３ａ〜５３ｃの推進機５５ａ，５５ｂの推進方向
は、ケーブル５２が凸状構造物から離れるように独立に
制御される。

【０１４１】作業が終了したら、作業ロボット５１はケ
ーブル５２に沿って後退する。ケーブル巻取り装置（図
示せず）は、作業ロボット５１の移動に同調して、ケー
ブル５２の巻取りを行う。作業ロボット５１が接近した
配管湾曲部７０ｃに停留中のケーブル取扱装置５３ａ
は、ケーブル５２の送りと停留を中止し、作業ロボット
５１ととも戻る。以下同様の方法によって、進入時と逆
の過程を経て、作業ロボット５１は配管７０から脱出す
る。

【０１４２】本移動ロボット４８は、上述した第二実施
形態の移動ロボット２１の効果を基本的に有している。
このほかに、本移動ロボット４８によれば、配管７０内
部に接触することがなく、ケーブル取扱装置５３ａ〜５
３ｃが停留するので、配管７０に荷重をかけることがな
く、これを保護することができる。また、配管７０の内
部に高度に放射化されたクラッドが付着している場合で
も、ケーブル取扱装置５３ａ〜５３ｃが配管７０の内部
に接触しないので、移動ロボット４８全体の汚染を抑え
る効果が得られる。

【０１４３】また、本移動ロボット４８によれば、配管
７０の湾曲部７０ｂ，７０ｃの内径がケーブル取扱装置
５３ａ〜５３ｃの外径寸法より著しく大きい場合にも、
ケーブル取扱装置５３ａ〜５３ｃを接触させて固定する
必要がないので、検査・作業等を行うことができる。ま
た、配管７０内径が変化するような場合でも、最小の内
径以下となるようにケーブル取扱装置５３ａ〜５３ｃの
外径寸法を設計すれば、対応することができるという効
果が得られる。

【０１４４】次に、本実施形態の移動ロボットの第２の
変形例について図１３と図１４を用いて以下に説明す
る。本変形例の移動ロボットは、周囲の構造物に応じ
て、種々のケーブル取扱装置を組み合わせたものであ
る。

【０１４５】図１２は、原子炉圧力容器８内のジェット
ポンプ９、ディフューザ９ａおよびライザ管９ｂの内部
を点検する本変形例による移動ロボット７１を示してい
る。本移動ロボット７１の作業ロボット７２、ケーブル
７３、ケーブル巻取装置７４、および制御装置７５は、
本発明第二実施形態の移動ロボット２１と同様の構成を
有している。

【０１４６】ケーブル７３上には、複数のケーブル取扱
装置７６ａ〜７６ｇが取り付けられている。これらケー
ブル取扱装置７６ａ〜７６ｇは、ケーブル７３を挟み込
む形で取り付けられ、自重の補償がされており、ケーブ
ル取扱装置２４ａ〜２４ｃと同じようなケーブル７３を
送り出す手段を備えている（図７参照）。

【０１４７】ただし、これらケーブル取扱装置７６ａ〜
７６ｇは、上部格子板１１、炉心支持板１２、シュラウ
ドサポートレグ７７、ジェットポンプのディフューザ９
ａおよびライザ管９ｂ等への固定もしくは停留に最も好
適な固定手段をそれぞれ有している。すなわち、この移
動ロボット７１の場合、予めケーブル取扱装置７６ａ〜
７６ｇと固定もしくは停留する構造物の対応づけができ
るので、ケーブル取扱装置７６ａ〜７６ｇは、構造物の
形状に応じて、構造物の面への吸着、張り出し、浮遊停
留といった固定手段を有している。

【０１４８】次に本移動ロボット７１の作用について説
明する。作業ロボット７２をジェットポンプ９内に進入
させるには、最初に点検対象となるジェットポンプ９に
最も近い燃料棒（図示せず）、燃料支持金具（図示せ
ず）、制御棒（図示せず）、制御棒案内管（図示せず）
を縦一列に上方に取り外す。次に、図１３に示すクレー
ン１５によって、作業ロボット７２とケーブル取扱装置
７６ａ〜７６ｇを原子炉圧容器８内に吊り降ろす。

【０１４９】作業ロボット７２とケーブル取扱装置７６
ａ〜７６ｇは一緒に移動し、上部格子板１１通過時に最
後方のケーブル取扱装置７６ｇが上部格子板１１に固定
して、ケーブル７３の送りを開始する。ケーブル取扱装
置７６ｇには、上部格子板１１に固定しやすい吸盤・磁
石等の固定手段を予め備えるようにする。

【０１５０】以下、図１４に拡大して示すように、炉心
支持板１２、シュラウドサポートレグ７７、ジェットポ
ンプのディフューザ９ａ、ライザ管９ｂの出口の順に、
ケーブル取扱装置７６ｆ，７６ｅ，７６ｄ，７６ｃを固
定し、ケーブル７３の送出を先端の作業ロボット７２に
向かって行う。また、作業ロボット７２の動きを妨げな
いように、ケーブル巻取装置７４とケーブル取扱装置７
６ａ〜７６ｇは、余剰のケーブル７３が送られないよう
に送り速度を調節する。

【０１５１】ケーブル取扱装置７６ａ〜７６ｆの構造物
への固定方法に関しては、その一例として、炉心支持板
１２、シュラウドサポートレグ７７、ジェットポンプの
ディフューザ９ａの出口には、吸盤などの吸着装置によ
って固定し、ジェットポンプのライザ管９ｂの内部で
は、第二実施形態のケーブル取扱装置２４ａ〜２４ｃの
ような気室（図８参照）により固定する。

【０１５２】作業ロボット７２の点検・作業が終了する
と、ケーブル巻取装置７４によってケーブル７３を巻き
取る。このケーブル巻取装置７４の巻取動作と連動し
て、ケーブル取扱装置７６ａ〜７６ｇは逆方向にケーブ
ル７３を送り、作業ロボット７２を回収する。作業ロボ
ット７２が回収の途中で接近したケーブル取扱装置７６
ａ〜７６ｇは、ケーブル７３の送り動作を停止し、固定
を解除して作業ロボット７２と共に進入したのと逆の方
向に移動する。以上の動作を繰り返すことによって、作
業ロボット７２は、ケーブル７３を辿ってスタート地点
に戻る。

【０１５３】本移動ロボット７１によれば、原子炉圧力
容器８内のジェットポンプ９を分解することなく、シュ
ラウド、原子炉圧力容器８、ジェットポンプ９の外部表
面などの定期検査と同時に、ジェットポンプ９のディフ
ューザ９ａ及びライザ管ライザ管９ｂの内部を点検する
ことができる。

【０１５４】このとき、本移動ロボット７１によれば、
上部格子板１１、炉心支持板１２、シュラウドサポート
レグ７７、ディフューザ９ａ出口、ライザ管９ｂ内部に
おいて、ケーブル７３の引っかかりと摩耗を防止するこ
とができ、システムの信頼性を向上させることができ
る。

【０１５５】ケーブル７３の必要最小限の長さを引き回
すことによって、ケーブル７３の長さを有効に利用でき
る点、ノイズ等を軽減できる点、作業ロボット７２の推
進力を軽減し、小型化できる点、操作作業員の負担が軽
減される点等は、移動ロボット２１と同様である。

【０１５６】次に、本発明に係わる移動ロボットの第三
実施形態について図１５、図１６を用いて説明する。

【０１５７】図１５および図１６は、原子力発電所施設
内の機器を原子炉運転中に点検および保守作業する本実
施形態の移動ロボット８０を示している。本実施形態の
移動ロボット８０は、作業ロボット８１と、動力と信号
を伝達するケーブル８２と、制御装置８３と、制御装置
８３に内蔵された図示しないケーブル巻取装置と、ケー
ブル８２を把持するように複数取り付けられたケーブル
取扱装置８４ａ〜８４ｃとからなる。

【０１５８】作業ロボット８１は、各種作業用のアーム
８５ａ，８５ｂと、点検用の振動計（図示せず）と、撮
像装置８６ａ，８６ｂ等の各種センサが登載されてい
る。また、作業ロボット８１は、移動手段として駆動装
置を有する車輪８７と、固定手段として車輪８７を制動
する手段（図示せず）とを有している。

【０１５９】ケーブル取扱装置８４ａ〜８４ｃには、図
示しないケーブル送り手段と、駆動装置を有する車輪８
７と、車輪８７を制動する固定手段（図示せず）とを有
している。

【０１６０】次に本実施形態の作用について以下に説明
する。図１５と図１６は、作業ロボット８１が原子力発
電所施設内の構造物８８を迂回する前後の状態を示して
いる。

【０１６１】まず、制御装置８３から出発して直線走行
する場合には、図１５に示すように先頭の作業ロボット
８１に追随して、ケーブル取扱装置８４ａ〜８４ｃが作
業ロボット８１とともに移動する。このとき、制御装置
８３の内部のケーブル巻取装置は作業ロボット８１の移
動速度に合わせてケーブル８２を繰り出す。

【０１６２】次に、構造物８８を迂回する場合は、作業
ロボット８１が進路を変更したことを制御装置８３が検
出し、その進路変更点で最後方のケーブル取扱装置８４
ｃを停止させる。停止したケーブル取扱装置８４ｃは、
作業ロボット８１の移動速度に合わせてケーブル８２を
送る。構造物８８を迂回し終わったところでは、制御装
置８３が、作業ロボット８１が曲線走行から直線走行に
進路を変更したことを検出し、その進路変更点でその時
の最後方のケーブル取扱装置８４ｂを停止させ、ケーブ
ル送りを行わせる。

【０１６３】このように、コーナリングの度にコーナリ
ングの始点と終点でケーブル取扱装置８４ａ〜８４ｃを
停止させ、ケーブル送りを行わせ、作業ロボット８１が
目標の作業場所に到達する。

【０１６４】作業場所での作業が終了したら、作業ロボ
ット８１は、ケーブル８２を辿るように後退する。この
とき、ケーブル取扱装置８４ａ〜８４ｃは、作業ロボッ
ト８１の後退に合わせてケーブル８２を制御装置８３の
ケーブル巻取装置に向かって送る。図１５の状態から、
作業ロボット８１とケーブル取扱装置８４ａが、ケーブ
ル取扱装置８４ｂに接近すると、ケーブル取扱装置８４
ｂは、ケーブル８２の送りを停止し、作業ロボット８１
とともにケーブル８２を辿る方向に後退する。以下同様
にしてケーブル取扱装置８４ｃも回収され、全部がスタ
ート地点に戻る。

【０１６５】本実施形態の移動ロボット８０によれば、
原子力発電所施設内のＣＲＤポンプ室（図示せず）等の
放射線線量の高い区域で、原子炉運転中に点検員に代わ
って点検、保守作業を行うことができる。これによって
点検員の被曝の機会を低減させることができる。

【０１６６】また、本実施形態の移動ロボット８０は、
第一実施形態や第二実施形態と同様の以下の効果を有す
る。すなわち、ケーブル取扱装置８４ａ〜８４ｃが必要
以上の余剰のケーブル８２を送り出すことがないので、
ケーブル８２の引っかかりと摩耗、および余剰のケーブ
ル８２による作業ロボット８１の移動の妨害等を防止す
ることができ、全体としてシステムの信頼性を向上させ
ることができる。

【０１６７】また、ケーブル８２がケーブル取扱装置８
４ａ〜８４ｃ間で最短距離を引き回されるので、一定の
長さのケーブル８２に対して、ケーブルの長さを有効に
活用して作業ロボット８１を可能な限り遠くに到達させ
ることができる。

【０１６８】また、所定の距離の目標点に対しては、必
要最低限の長さのケーブル８２を引き回すことになるの
で、ケーブル８２内部の電線の抵抗値、ノイズの影響、
流体配管の圧損を低減する効果が得られる。

【０１６９】また、ケーブル取扱装置８４ａ〜８４ｃに
よるケーブル８２を送る力が、作業ロボット８１の移動
のための力の一部となるので、作業ロボット８１の駆動
力を有効に利用することができ、ケーブル８２の長さが
長くなった場合でも、安定した駆動力を得ることができ
る。

【０１７０】ケーブル８２が必要最小限の長さ引き回さ
れ、引っかかり等を生じないことにより、作業ロボット
８１の操作作業員は、移動経路途中のケーブル８２の状
態に注意する必要がないため、操作のための負担が著し
く軽減され、作業効率を向上させることができる。

【０１７１】また、ケーブル取扱装置８４ａ〜８４ｃが
作業ロボット８１の駆動力の一部を負担することによ
り、作業ロボット８１の駆動力の分散化が図られ、先頭
の作業ロボット８１の駆動用アクチュエータの小型化を
図ることができる。この結果、先頭の作業ロボット８１
の小型化が可能になり、狭い機器や構造物の間でも移動
でき、広範囲の点検対象に接近することができるように
なる。

【０１７２】次に、本発明に係わる移動ロボットの第四
実施形態を図１７ないし図２３を用いて以下に説明す
る。

【０１７３】図１７および図１８は、原子力発電所施設
内の機器を原子炉運転中に点検および保守する第四実施
形態の移動ロボット９０を示している。本実施形態の移
動ロボット９０は、作業ロボット９１と、動力と信号を
伝達するケーブル９２と、制御装置９３と、制御装置９
３に内蔵された図示しないケーブル巻取装置と、形状が
変更可能な多関節の可変構造レール９４と複数の走行車
９５とからなるケーブル取扱装置９６とからなる。

【０１７４】可変構造レール９４は、多数の関節を有
し、各関節部分にはアクチュエータ９７を備えている。
各アクチュエータ９７が独立して作動することにより、
各関節の角度が変化し、全体として可変構造レール９４
の形状が変化する。

【０１７５】図１９と図２０はさらに詳しい可変構造レ
ール９４の構造を示している。

【０１７６】可変構造レール９４の各関節間のリンク９
８の端部には、給電線９９によって動力を供給されるア
クチュエータ９７が設けられている。アクチュエータ９
７は、関節軸１０１と直結し、隣接するリンク９８を回
転させることができるように構成されている。

【０１７７】各々の関節軸１０１間には、自重補償の作
用をするシリンダ１０２及び回転ピストン１０３が関節
軸１０１に回転自在に接続されている。回転ピストン１
０３のハウジング１０４は、シリンダ１０２の直動方向
と同一方向に摺動できるように直動ベアリング１０５を
介してリンク９８に支持されている。シリンダ１０２及
び回転ピストン１０３に配管１０６を通じて液圧もしく
は空圧を供給して一定の長さに制御することによって、
関節軸１０１に垂直な軸回りにモーメントが発生し、可
変構造レール９４の自重による撓みを打ち消すことがで
きる。

【０１７８】可変構造レール９４の下方には、可撓性の
樹脂製レール部材１０７が取り付けられている。レール
部材１０７には細長いガイド穴１０８が開けられてい
る。関節軸１０１の下端部は、レール部材１０７のガイ
ド穴１０８を貫通し、下端に止め具１０９が設けられて
おり、落下を防止している。

【０１７９】レール部材１０７は、湾曲及び可変構造レ
ール９４の長手方向に多少動くことができるので、可変
構造レール９４が屈曲姿勢を取った場合でも、レール部
材１０７はそれ自体の弾性特性によって、連続なレール
形状を保つことができる。このレール部材１０７に前記
走行車９５が取り付けられている。

【０１８０】本実施形態の走行車９５は、受動的な移動
手段、すなわち、自由車輪を有している。また、ケーブ
ル送り手段を有していないが、走行車９５同士が接近し
たときでもケーブル９２が床に接触しないように、床か
ら走行車９５までの高さの２倍以下の間隔を開けてケー
ブル９２を把持している。これにより、走行車９５は、
作業ロボット９１に牽引されてレール部材１０７に沿っ
て移動し、互いに接近した場合でも、ケーブル９２床に
接触することを防止することができる。

【０１８１】以下に本実施形態の作用を説明する。本実
施形態の移動ロボット９０によれば、図１７に示すよう
に、最初に作業ロボット９１の移動経路１１０が決定す
ると、アクチュエータ９７が作動して移動経路１１０に
沿った形状に可変構造レール９４が変形する。

【０１８２】上記の可変構造レール９４の形状を変える
方法について図２１〜図２３を用いて以下に説明する。
最初に、目標地点の位置と周囲の構造物の配置とから作
業ロボット９１の移動経路を決定する。図２１に示すよ
うに、構造物１１１を迂回してその背後の目標地点に移
動する場合、構造物１１１の配置などの環境データをＣ
ＡＤデータなどから取得する。次に、構造物１１１の凸
点などの特徴点から作業ロボット９３が干渉しないだけ
の一定距離が離れた数個の点を抽出し、それらの点を４
次もしくはそれ以上の次数関数に当てはめたり、あるい
は最小自乗法などを利用して、前記抽出した複数の点を
曲線で結び、構造物１１１と干渉しない範囲で可変構造
レール９４の曲率半径が可能な限り大きく、曲率の変化
が可能な限り小さい移動経路１１０を決定する。

【０１８３】次に、所定の時間経過後の可変構造レール
９４の形状を決定する。最初に、先頭の作業ロボット９
１の各時間における目標移動位置１１２を移動経路１１
０上に決定する。作業ロボット９１の各目標移動位置１
１２を、その時点における可変構造レール９４の先端の
リンク９８Ｌの先端の位置とする。次に、各時点におけ
る先端のリンク９８Ｌの先端の位置と各リンク９８ａ〜
９８Ｌの長さの情報とから、移動経路１１０と可変構造
レール９４の軌道が一致するように、順次先端のリンク
９８Ｌから各関節軸１０１ａ〜１０１Ｌの位置を決定す
る。

【０１８４】例えば、図２２においては、関節軸１０１
Ｌ，１０１ｋが、移動経路１１０上に位置しているが、
所定時間経過後の図２３では、関節軸１０１ｈ〜１０１
Ｌが移動経路１１０上に位置している。このようにし
て、移動経路１１０の目標地点まで到達するまで、各時
点におけるリンク９８ａ〜９８Ｌの姿勢が決定される。

【０１８５】可変構造レール９４の制御装置９３付近で
余剰するリンク（図２２ではリンク９８ａ〜９８ｊ、図
２３ではリンク９８ａ〜９８ｇ）に関しては、余剰リン
ク９８のほぼ中央に位置する関節軸１０１（例えば図２
２においては、関節軸１０１ｋ，１０１ｆ、１０１ａ、
図２３においては、関節軸１０１ｈ，１０１ｅ，１０１
ａ）のみを駆動し、その他の関節軸１０１（図２２にお
いては、関節軸１０１ｂ〜１０１ｅ，１０１ｇ〜１０１
ｊ、図２３においては、関節軸１０１ｂ〜１０１ｄ，１
０１ｆ，１０１ｇ）を固定して、模擬的に３関節のリン
ク系を構成させる。

【０１８６】移動経路１１０上に沿ったリンク９８の中
で最も制御装置９３に近い関節軸１０１（図２２では関
節軸１０１ｋ、図２３では関節軸１０１ｈ）と、可変構
造レール９４の根元の関節軸１０１ａ、余剰リンクから
選定された駆動関節軸（図２２では関節軸１０１ｆ、図
２３では関節軸１０１ｅ）から、移動経路１１０に沿っ
たリンク９８の中で最も後方のリンク（図２２ではリン
ク９８ｋ、図２３ではリンク９８ｈ）の位置と姿勢か
ら、逆問題を解いて各関節軸１０１の関節角度を求め、
可変構造レール９４の姿勢を決定する。そのときの関節
角度のデータによって、可変構造レール９４を軌道に沿
って駆動する。

【０１８７】模擬３関節リンク系の作動領域不足（リー
チ不足）などの理由により、余剰リンク９８の駆動３関
節角度の解が得られない場合には、模擬的な３関節リン
ク系の見かけ上のリンク長さ（図２２では駆動関節軸１
０１ｋ〜１０１ｆ，１０１ｆ〜１２３ａ、図２３では関
節軸１０１ａ〜１０１ｅ，１０１ｅ〜１０１ｈ間の長
さ）が長くなるように固定関節軸１０１を駆動し、再
度、逆問題による関節角度を求めるルーチンを繰り返
す。

【０１８８】上記のようにして移動経路１１０の経路と
作業ロボット９１の目標移動位置１１２が決定される
と、作業ロボット９１を決定した経路に沿って移動さ
せ、その後を追随するように、走行車９５を移動させ
る。

【０１８９】この場合、走行車９５は、床面までの高さ
の２倍以下の間隔でケーブル９２を把持しているので、
いかなる位置にあってもケーブル９２が床面に接触する
ことがない。また、作業ロボット９１の移動経路１１０
が作業ロボット９１が構造物１１１に接触しないように
決定されるので、ケーブル９２は構造物１１１に接触す
ることがない。このようにして作業ロボット９１は移動
し、目標地点に到達して作業を行うことができる。

【０１９０】作業が終了すると、繰出し時と逆の経路に
沿って作業ロボット９１が移動し、走行車９５を押しな
がら、スタート地点に戻る。

【０１９１】本実施形態によれば、原子力発電所施設内
のＣＲＤポンプ室（図示せず）等の放射線線量の高い区
域を原子炉運転中に点検員に代わって点検、保守作業を
行うことができるので、点検員の被曝低減の効果が得ら
れる。

【０１９２】このとき、走行車９５が作業ロボット９１
の移動に追随していくので、構造物１１１のコーナー部
によってケーブル９２の引っかかりと摩耗が生じるのを
防止することができる。また、ケーブル９２は床と接触
することもないので、ケーブル９２は保護され、システ
ムの信頼性が向上する。

【０１９３】本実施形態によれば、走行車９５が作業ロ
ボット９１の移動に従ってケーブル９２を搬送するの
で、ケーブル９２の重さが９４によって支持され、作業
ロボット９１の移動負荷が低減される。これにより、作
業ロボット９１が遠くに移動した場合でも、作業ロボッ
ト９１の安定した走行を得ることができる。

【０１９４】したがって、作業ロボット９１の操作作業
員は、移動経路途中のケーブル９２の状態に注意する必
要がないため、作業ロボット９１の操作中の負担が著し
く軽減される。

【０１９５】次に、本第四実施形態の第１の変形例につ
いて説明する。本変形例の移動ロボットは、第四実施形
態の作業ロボット９１と、可変構造レールと走行車とか
らなるケーブル取扱装置９６と、制御装置９３と同様
の、作業ロボットとケーブル取扱装置と制御装置とを有
している。ただし、本変形例の走行車は、能動的に移動
するための車輪駆動装置と、ケーブルを把持してこれを
送り出す機構を有している。この走行車の車輪駆動装置
とケーブル送り手段に動力と制御信号を送るために、本
移動ロボットは、可変構造レール内にトロリ線を有して
いるか、可変構造レール内にマイクロ波によって動力と
信号を供給する装置を有しているか、あるいは走行車内
にバッテリーと無線信号を授受する機器とを有してい
る。

【０１９６】この第１変形例の移動ロボットによれば、
作業ロボットの移動経路が決定して可変構造レールがそ
れに沿って変形するまでは、第四実施形態の移動ロボッ
ト９０と同様である。本移動ロボットでは、作業ロボッ
トの移動に従って走行車が可変構造レールに沿って能動
的に走行する。構造物や各種機器のコーナーで、作業ロ
ボットの移動経路が曲がる場合、追随している走行車の
うちで最後方の走行車が停止し、ケーブルの送り出しを
行う。この場合、ケーブル送りは、ケーブルが床面に垂
れ下がらないように制御される。

【０１９７】作業が終了すると、作業ロボットの繰出し
時と逆の経路を辿って作業ロボットが移動する。その作
業ロボットの回帰の途中で、作業ロボットが停止中の走
行車に接近した場合は、接近された走行車は、ケーブル
送りの動作を中止し、作業ロボットとともに戻る。以下
同様にして、すべての走行車は、作業ロボットとともに
スタート地点に戻る。

【０１９８】本変形例の移動ロボットは、基本的に第四
実施形態の移動ロボット９０と同様の作用と効果を奏す
る。このほかに、本変形例の移動ロボットによれば、必
要最低限のケーブルのみを繰り出せば足りるという利点
を有する。すなわち、本変形例の移動ロボットでは、各
走行車間で、ケーブルは緊張しない程度に引き回され
る。これによって、ケーブルの長さが有効に活用され、
遠方まで点検することができる。また、ケーブル内部の
電線の抵抗値、ノイズの影響、流体配管の圧損を低減す
る効果が得られる。

【０１９９】さらに、本変形例の走行車によれば、走行
車のケーブル送り手段が、作業ロボットの駆動力の一部
となるので、ケーブルの長さが長くなった場合でも作業
ロボットの安定した走行を実現でき、作業ロボットの小
型化も可能となる。

【０２００】次に、本第四実施形態の第２の変形例につ
いて説明する。本変形例の移動ロボットは、上記第１変
形例と概ね同一の構成を有している。すなわち、第四実
施形態の作業ロボット９１と、可変構造レールと走行車
とからなるケーブル取扱装置９６と、制御装置９３と同
様の、作業ロボットとケーブル取扱装置と制御装置とを
有している。また、本変形例の走行車は、第四実施形態
の第い変形例と同様に、能動的な移動手段とケーブル送
り手段とを有している。

【０２０１】ただし、本変形例の移動ロボットは、無線
によって走行車に動力と信号を送る。このために、可変
構造レール内にマイクロ波によって動力と信号を供給す
る装置、あるいは走行車内にバッテリーと無線信号を授
受する機器、を有している。また、本変形例の移動ロボ
ットは、制御装置が作業ロボットの移動の途中でも、目
標地点を変更し、それに応じて可変構造レールの形状と
走行車の配置を変更することができるように制御を行
う。

【０２０２】本変形例によれば、第１変形例と同様に、
作業ロボットの繰出し時に走行車が能動的に作業ロボッ
トを追随し、移動経路の湾曲点など所定の位置に停留
し、ケーブル送りを行う。また、作業ロボットの回収時
には、作業ロボットが接近した走行車は、ケーブル送り
を中止し、作業ロボットとともに回帰する。したがっ
て、本変形例の移動ロボットは、第１変形例の作用・効
果を基本的に有している。

【０２０３】これに加えて、本変形例の移動ロボットに
よれば、作業ロボットは実時間で移動経路を決定され、
その移動経路に従って可変構造レールの形状を実時間で
変更する。また、走行車も、実時間でその配置が変更す
るので、それに合わせて移動するとともに、ケーブル送
りを行う。

【０２０４】このように、変形例の移動ロボットは、ケ
ーブルを機器および床面に接触させることなく、作業ロ
ボットを移動させ、作業を行うことができる。また、移
動の途中で移動経路の変更も容易なので、リアルタイム
の制御に適している。

【０２０５】また、走行車への信号線及び動力線は接続
しないので、送り出すケーブルは、先頭の作業ロボット
へのケーブルだけとなるので、ケーブルを送り出す機構
が簡単な構造になり、ケーブルのメンテナンスも容易に
なる。

【０２０６】次に、本発明の第五実施形態の移動ロボッ
トについて図２４ないし図３４を用いて以下に説明す
る。本実施形態の移動ロボットは、垂直や傾斜した壁面
に沿って移動し、移動経路の途中にケーブル取扱装置を
配置し、配置したケーブル取扱装置にケーブル送りを行
わせるものである。

【０２０７】図２４と図２５は、原子炉運転中に原子力
発電所施設内の機器あるいは構造物を点検および保守作
業を行うことができる本実施形態による移動ロボット１
１５を示している。

【０２０８】本実施形態の移動ロボット１１５は、作業
ロボット１１６と、動力や信号を伝達するケーブル１１
７と、図示しない制御装置と、図示しないケーブル巻取
装置と、ケーブル１１７上にケーブル１１７を把持する
ように連設された複数のケーブル取扱装置１１８とを有
している。

【０２０９】作業ロボット１１６は、点検・作業用の手
段として、撮影装置１１９や点検用の振動計（図示せ
ず）等の各種センサを搭載している。また、作業ロボッ
ト１１６は、壁面に着脱可能に吸着する吸着装置１２０
を備えた移動用の脚１２１と、図示しない脚駆動装置と
を有している。さらに、作業ロボット１１６は、ケーブ
ル取扱装置１１８を壁面を押し付けたり、取り外したり
するアーム１２２を有している。

【０２１０】ケーブル取扱装置１１８はそれぞれ、ケー
ブル送り手段（図示せず）を内蔵し、機器および構造物
の壁面に固定するための吸盤１２３を備えている。ま
た、このケーブル取扱装置１１８は、作業ロボット１１
６の後尾部に搭載されるように構成されている。

【０２１１】以下に、本実施形態の作用を説明する。図
２４に示すように、機器や構造物の稜線等のコーナー部
では、作業ロボット１１６は、搭載してあるケーブル取
扱装置１１８のうちの最後方のものをアーム１２２によ
って掴み、機器等の表面に押しつける。機器等の表面に
押しつけられたケーブル取扱装置１１６は、吸盤１２３
の作用で壁面に固定する。

【０２１２】固定されたケーブル取扱装置１１６は、作
業ロボット１１６の移動に合わせてケーブル１１７の送
り出しを行う。作業ロボット１１６は、機器や構造物の
稜線を横切る度に上記動作を繰り返しながら作業場所に
到達し、そこで作業を行う。

【０２１３】作業が終了した時は、作業ロボット１１６
は、ケーブル１１７を辿るように後退する。ケーブル取
扱装置１１７は、作業ロボット１１６動きに合わせてケ
ーブル１１７を送り戻す。作業ロボット１１６が回帰の
途中で、固定されているケーブル取扱装置１１８の一つ
に接近すると、そのケーブル取扱装置１１８は、ケーブ
ル１１７の送り戻しを停止し、アーム１２２によって掴
み上げられ、作業ロボット１１６に積み込まれる。上記
動作を繰り返して、作業ロボット１１６は、すべてのケ
ーブル取扱装置１１８を回収してスタート地点に戻る。

【０２１４】本実施形態の移動ロボット１１５によれ
ば、原子力発電所内の機器や構造物の壁面や傾斜面を移
動して点検保守作業を行うことができる。この移動ロボ
ット１１５によって、原子炉運転中に原子力発電所内の
機器や構造物の高所を点検・保守することにより、点検
作業員の被曝低減、及び高所作業の安全を確保すること
ができる。

【０２１５】本移動ロボット１１５によれば、機器のコ
ーナーなどの角部において、ケーブル取扱装置１１８を
配置してケーブル１１７のガイドおよび送りを行うの
で、ケーブル１１７の引っかかりと摩耗を防止すること
ができる。これによって、システム全体の信頼性を向上
させることができる。

【０２１６】また、本移動ロボット１１５によれば、ケ
ーブル巻取装置とケーブル取扱装置１１８が先頭の作業
ロボット１１６の移動に合わせてケーブル１１７を送る
ので、ケーブル１１７の長さは、ケーブル取扱装置１１
８間で必要以上に余剰することがなく、ケーブル１１７
の長さを有効に活用して、遠方の目標物まで点検するこ
とができる。

【０２１７】また、一定の距離の目標物に対しては、必
要最低限のケーブル１１７の長さが目標物と制御装置間
で引き回されるので、ケーブル１１７内部の電線の抵抗
値、ノイズの影響、流体配管の圧損を低減する効果を得
られる。

【０２１８】さらに、ケーブル取扱装置１１８がケーブ
ル１１７を把持して送り出しを行っているので、ケーブ
ル１１７の重さが直接作業ロボット１１６にかかること
がない。また、ケーブル取扱装置１１８がケーブル１１
７を送る力が、作業ロボット１１６の移動のための力の
一部となるので、作業ロボット１１６の駆動力を有効に
利用することができ、ケーブル１１７の長さが長くなっ
た場合でも、安定した移動を得ることができる。

【０２１９】また本移動ロボット１１５によれば、移動
経路途中のケーブル１１７の状態に注意する必要がない
ことにより、移動ロボット１１５の操作作業員の操作中
の負担が軽減され、作業効率を向上させることができ
る。

【０２２０】また、不具合が生じて、作業ロボット１１
６の吸着力が低減して機器等の壁面から離れ、落下した
場合でも、ケーブル取扱装置１１８の吸着力によって、
床面に衝突するのを防止し、もしくは衝突時の破損を低
減することができる。

【０２２１】次に、この第五実施形態による移動ロボッ
トの一適用例について図２６〜図３４を用いて説明す
る。図３１は本移動ロボットの全体構成を示している。
図３１において、本移動ロボットの作業ロボット１２４
は、原子炉圧力容器８内のシュラウド１０外側のアニュ
ラス部１２５に進入し、シュラウド１０の外面、原子炉
圧力容器８の内面、ジェットポンプ９の外面の検査、表
面改質などの保全作業、ボードサンプリング、溶接など
の補修作業を行う。

【０２２２】上方の作業台車１２６には、補助ホイスト
１２７と作業ロボット１２４及びケーブル取扱装置１２
８ａ〜１２８ｆの制御装置１２９が設けられている。こ
の制御装置１２９からケーブル１３０が延び、ケーブル
取扱装置１２８ａ〜１２８ｆを通って作業ロボット１２
４に接続している。各ケーブル取扱装置１２８ａ〜１２
８ｆはケーブル１３０を把持するようにケーブル１３０
上に連設されている。また、図示しないが、制御装置１
２６にはケーブル１３０の長さを調整するケーブル巻取
装置が設けられている。

【０２２３】図２７は、先頭の作業ロボット１２４を拡
大して示している。図２７に示すように、先頭の作業ロ
ボット１２４は、先端に吸着用の吸盤１３１を備えた脚
１３２と、ケーブル取扱装置１２８ａ〜１２８ｆをシュ
ラウド１０等の構造物に押し付けるケーブル取扱装置固
定用のアーム１３３と、先端に検査、予防保全、補修作
業を行う作業工具１３４を取り付けた作業用アーム１３
５を備えている。なお、図２７においては、作業ロボッ
ト１２４はケーブル取扱装置１２８ｃ〜１２８ｆを搭載
している。

【０２２４】図２８と図２９は作業ロボット１２４の移
動手段の構成とその移動の様子を示している。図２８と
図２９に示すように、作業ロボット１２４の脚１３２
は、吸盤１３１によって、シュラウド１０などの構造物
に本体を吸着させることができる。

【０２２５】脚１３２の両端部には、モータ１３６ａ〜
１３６ｄが配設されいる。作業ロボット１２４は、これ
らモータ１３６ａ〜１３６ｄを駆動することによって壁
面を移動することができる。また、吸盤１３１の歩幅及
び関節角度を変更することによって、シュラウド１０な
ど吸着した壁面からの距離及び、姿勢を変更することが
できる。

【０２２６】作業用アーム１３２には、モータ１３７ａ
〜１３７ｃが各関節に配設されており、アーム先端に取
り付けられた作業工具１３４を走査、位置決めすること
ができる。

【０２２７】ケーブル取扱装置固定用アーム１３３に
は、モータ１３８ａ，１３８ｂが各関節に配設されてい
る。また、アーム先端には、ケーブル取扱装置１２８ａ
〜１２８ｆをシュラウド１０等の構造物に押し付けるシ
リンダピストン１３９が配設されている。

【０２２８】図３０と図３１は、ケーブル取扱装置固定
用のアーム１３３の作動の様子を示している。図３０に
示すように、ケーブル取扱装置固定用アーム１３３は、
ケーブル取扱装置１２８ａ〜１２８ｆを固定するとき
は、対象となるケーブル取扱装置１２８ｂに先端のシリ
ンダピストン１３９を位置決めし、ケーブル取扱装置１
２８ｂを掴む。次に図３１に示すように、ケーブル取扱
装置１２８ｂをシュラウド１０上の所定の位置に移動
し、シリンダピストン１３９を伸展することによって、
対象となるケーブル取扱装置１２８ｂをシュラウド１０
等の構造物の壁面に押し付ける。

【０２２９】図３２と図３３は、ケーブル取扱装置１２
８ａ〜１２８ｆの固定手段を示している。ケーブル取扱
装置１２８ａ〜１２８ｆは、下部に吸盤１４０を備えて
いる。吸盤１４０は、ベアリング１４１を介してケース
１４２に回転自在に接続されている。ケース１４２内部
には、ケーブル１３０を取り囲むように回転自在に配設
された自在ローラー１４３ａ〜１４３ｃが配設されてい
る。自在ローラー１４３ａ，１４３ｂは、シャフト１４
４に中通しされたリニアブッシュ１４５に回転軸が支持
されており、バネ１４６の力によって、ケーブル１３０
を能動ローラー１４７側に常に押し付けれれている。能
動ローラー１４７は、プーリー１４８とタイミングベル
ト１４９を介して、モータ１５０に接続されている。モ
ータ１５０は、回転することによって、その動力をプー
リー１４８とタイミングベルト１４９を介して能動ロー
ラー１４７に伝え、ケーブル１３０を送り出すように構
成されている。

【０２３０】次に、本適用例の作用について説明する。
図３４に示すように、作業ロボット１２４は、作業台車
１２６の補助ホイスト１２７によって、ワイヤ１５１を
用いて原子炉圧力容器８とシュラウド１０の間のアニュ
ラス部１２５に吊り下ろされる。このとき、作業ロボッ
ト１２４は図２７に示すような姿勢をとり、ジェットポ
ンプ９間のシュラウド１０の壁面に近づき、図２７や図
２８のように、脚１３２の吸盤１３１をシュラウド１０
の上部胴に固定させる。

【０２３１】最初に、シュラウド１０の上部胴とケーブ
ル１３０が接触・摩擦するのを避けるために、図３０と
図３１に示すように、ケーブル取扱装置固定用アーム１
３３によって、ケーブル取扱装置１２８ａをシュラウド
１０の上部胴の外壁面に押し付け、吸盤１４０ａを真空
引きすることによってこれを固定する。

【０２３２】ケーブル取扱装置１２８ａを固定した後
に、作業ロボット１２４が移動する場合には、固定され
たケーブル取扱装置は、そのモータ１５０（図３３参
照）を駆動し、作業ロボット１２４の動きに合わせてケ
ーブル１３０を送り出す。作業ロボット１２４に搭載さ
れたケーブル取扱装置１２８ｂから固定されたケーブル
取扱装置１２８ａまでのケーブル１３０の長さは適正な
長さ以内となるように管理され、前記適正な長さを超え
る場合には次のケーブル取扱装置が固定される。

【０２３３】作業ロボット１２４の移動の途中で作業要
求があれば、吸盤１３１の間隔と脚１３２の角度を制御
することによって、作業工具１３４のシュラウド１０表
面からの距離や押し付け量を制御し、その状態で作業用
アーム１３５を操作することによって、作業工具１３４
を位置決めして各種作業を行う。

【０２３４】シュラウド１０の上部胴から中間部胴に、
作業ロボット１２４が移動する場合には、作業ロボット
１２４の前後の脚１３２の角度を独立に制御し、それぞ
れの吸盤１３１の吸着を確実にして段差部を横断する。
横断の際には、上部胴と中間部胴の段差部、すなわちシ
ュラウド１０の上部胴の下端に、ケーブル取扱装置１２
８ｂを固定する。

【０２３５】シュラウド１０の下方に作業ロボット１２
４が進入して作業を行う場合には、図２６に示すよう
に、ジェットポンプ９の上方近傍、ジェットポンプ９の
ライザブレースアーム１５２の上方近傍、ライザブレー
スブラケット１５３の上方近傍、シュラウド下部リング
１５４の上方近傍にケーブル取扱装置１２８ｃ〜１２８
ｆを順次固定して、ケーブル１３０の送り出しを行う。

【０２３６】作業ロボット１２４が作業場所に移動して
作業が終了したら、ケーブル１３０を辿るように作業ロ
ボット１２４は回帰する方向に移動する。この作業ロボ
ット１２４の動きに合わせて、ケーブル取扱装置１２８
ａ〜１２８ｆはケーブル１３０を送り戻す。作業ロボッ
ト１２４が回帰の途中に接近したケーブル取扱装置１２
８ａ〜１２８ｆは、ケーブル１３０の送りの動作を停止
し、吸盤１４０の真空引きを停止し、シュラウド１０な
どの構造物の壁面から離れる。離れたケーブル取扱装置
１２８ａ〜１２８ｆは、モータ１５０をケーブル１３０
を送り戻す方向に駆動することによって、作業ロボット
１２４に接続してあるケーブル１３０の付け根まで移動
し、モータ１５０の駆動を停止し、作業ロボット１２４
と一体となって移動する。

【０２３７】作業ロボット１２４は、以上の動作を繰り
返してケーブル取扱装置１２８ａ〜１２８ｆを回収して
シュラウド１０の上部胴の上端まで移動する。そこから
作業ロボット１２４は、作業台車１２６の補助ホイスト
１２７によって吊り上げられる。シュラウド１０の上部
胴の上端まで移動したときに、他の作業要求があれば、
作業工具１３４を交換して、その作業の場所に移動す
る。また、同一の作業を作業場所を変更して行う場合に
は、別のジェットポンプ９の隙間に移動し、同様の操作
を繰り返す。全ての作業が完了した場合には、作業ロボ
ット１２４を補助ホイスト１２７によって原子炉圧力容
器８の上方に引き上げられる。

【０２３８】本実施形態によれば、原子力発電所内の原
子炉圧力容器８内のシュラウド１０の外面、原子炉圧力
容器８の内面、ジェットポンプ９の外面の検査、表面改
質などの保全作業、ボードサンプリング、溶接などの補
修作業を遠隔操作によって行うことができる。

【０２３９】本移動ロボットによれば、シュラウド１０
の上端部、シュラウド１０の上部胴の下端、ジェットポ
ンプ９の上端、ライザブレースアーム１５２、ライザブ
レースブラケット１５３、シュラウド下部リング１５４
などの角部あるいは段差部において、ケーブル取扱装置
１２８ａ〜１２８ｆを設置し、ケーブル送りを行うの
で、ケーブル１３０の引っかかりと摩耗を防止すること
ができ、システムの信頼性を向上させることができる。

【０２４０】ケーブル取扱装置１２８ａ〜１２８ｆは、
先頭の作業ロボット１２４の移動に合わせてケーブル１
３０を送り出すので、ケーブル１３０の長さはケーブル
取扱装置１２８ａ〜１２８ｆ間で必要以上に余剰するこ
とがない。これにより、ケーブル１３０の長さを有効に
活用して、遠方まで作業ロボット１２４を送って点検等
を行うことができる。

【０２４１】また、一定の目標移動距離に対しては、作
業ロボット１２４の移動経路に沿って必要最低限長さの
ケーブル１３０を引き回すので、ケーブル１３０内部の
電線の抵抗値、ノイズの影響、流体配管の圧損を低減さ
せることができる。

【０２４２】さらに、ケーブル取扱装置１２８ａ〜１２
８ｆがケーブル１３０を把持して作業ロボット１２４の
動きに合わせてケーブル１３０を送るので、ケーブル１
３０の重さが直接作業ロボット１２４にかかることな
く、かつ、ケーブル１３０を送る力が作業ロボット１２
４の推進力の一部となる。これにより、作業ロボット１
２４が遠方に移動してケーブル１３０の長さが長くなっ
た場合でも、安定した推進力を得ることができる。

【０２４３】また、作業ロボット１２４の操作作業員
は、移動経路途中のケーブル１３０の状態に注意する必
要がないため、作業ロボット１２４の操作に専念でき、
操作のための負担が著しく軽減され、作業効率を向上さ
せることができる。

【０２４４】また、不具合が生じて作業ロボット１２４
の吸着力が低減し、シュラウド１０の外面からはがれ
て、落下した場合でも、ケーブル取扱装置１２８の吸着
力によって、作業ロボット１２４が原子炉圧容器８の底
部に衝突するのを防止でし、もしくは衝突時の作業ロボ
ット１２４の損傷を低減することができる。

【０２４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による移動ロボットは、作業ロボット繰出し時に複数の
ケーブル取扱装置を作業ロボットとともに移動させ、作
業ロボットの移動経路上の適当な場所にケーブル取扱装
置を設置し、設置したケーブル取扱装置に作業ロボット
の移動に合わせて能動的にケーブル送りを行わせるの
で、以下の種々の効果を奏する。

【０２４６】まず、本移動ロボットによれば、予め作業
ロボットの移動経路に沿ってケーブル取扱装置を設置す
る必要がない。すなわち、本移動ロボットは、作業ロボ
ットの移動経路に沿ってその都度ケーブル取扱装置を設
置するので、予めケーブル取扱装置を設置する必要はな
く、また、移動ロボットの移動可能な範囲を広くなり、
かつ、ケーブル取扱装置を設置する工事等の手間と費用
を省略することができる。

【０２４７】また、本移動ロボットによれば、設置した
ケーブル取扱装置がケーブルを把持し、かつ、作業ロボ
ットの動きに合わせて能動的にケーブルを送ることがで
きる。これにより、作業ロボットが遠方に移動してケー
ブルの長さが長くなった場合でも、ケーブルの重さがケ
ーブル取扱装置に支持され、直接先頭の作業ロボットに
かかることがない。これにより、ケーブルの重さによっ
て、作業ロボットの移動が困難になったり、壁面を移動
中の作業ロボットが壁面から落下したりすることを防止
することができる。また、ケーブル取扱装置がケーブル
を送る力が作業ロボットの移動のための力の一部となる
ので、作業ロボットが遠方に移動してケーブルの長さが
長くなった場合でも作業ロボットの移動を円滑に行うこ
とができる。また、ケーブル取扱装置が作業ロボットの
走行のための力を一部負担することにより、作業ロボッ
トの移動手段のアクチュエータを小型化でき、これによ
って、狭隘な空間に接近可能な作業ロボットを得ること
ができる。

【０２４８】本移動ロボットによれば、作業ロボットの
移動経路の途中の構造物の凸部や段差部等にケーブル取
扱装置を設置してケーブル送りを行うので、ケーブルと
周辺の構造物の角部等との接触を防止できる。これによ
り、ケーブルが摩擦等によって破損するのを防止でき、
ケーブルの信頼性が高い移動ロボットを得ることができ
る。

【０２４９】また、本移動ロボットによれば、作業ロボ
ットの移動の途中で固定されたケーブル取扱装置間で、
ケーブルの長さが周辺の構造物に接触しない程度であっ
て、過大な張力がかからない長さに制御されるので、余
剰のケーブルによって作業ロボット１２４の移動が妨げ
られることを防止できる。また、ケーブルの長さを有効
に活用できるので、一定の長さのケーブルに対して最大
限の作業ロボットの移動距離が確保できる。また、一定
の距離離れた目標地点に対しては、必要最小限の長さの
ケーブルをケーブル取扱装置間で引き回すことになるの
で、電線の抵抗値を必要最小にし、、相対的に低電圧出
力で伝送でき、ノイズの影響も軽減し、流体配管の圧損
を低減することができる。

【０２５０】また、本移動ロボットによれば、ケーブル
取扱装置間でケーブルが過不足なく引き回されるので、
移動ロボットの操作作業員もしくは監視員は、移動経路
上のケーブルの状態に注意する程度が軽減され、作業ロ
ボットの操作に専念でき、作業効率を大幅に向上させる
ことができる。

【０２５１】このように、本発明の移動ロボットによれ
ば、遠隔操作によって原子力発電所内等の広範囲の目標
物に対して自由に接近することができるので、原子力発
電所内等の高度に放射化された環境における作業を作業
員に代わって行うことができ、作業員の安全を確保して
種々の点検、検査、作業等を行う移動ロボットを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】原子炉圧力容器内の検査・作業に適用した本発
明の第一実施形態による移動ロボットの全体構成を示し
た図。

【図２】本発明の第一実施形態による移動ロボットの作
業ロボットの側面図。

【図３】本発明の第一実施形態による移動ロボットの作
業ロボットの正面図。

【図４】本発明の第一実施形態による移動ロボットの作
業ロボットの推進機の構成を示した断面図。

【図５】本発明の第二実施形態による移動ロボットの全
体構成と、この移動ロボットが配管内に進入した初期の
段階の状態を示した図。

【図６】本発明の第二実施形態による移動ロボットの全
体構成と、この移動ロボットが配管の湾曲部を曲がった
後の状態を示した図。

【図７】本発明の第二実施形態による移動ロボットのケ
ーブル取扱装置の構成を示した軸方向断面図。

【図８】本発明の第二実施形態による移動ロボットのケ
ーブル取扱装置の気室拡開前の軸に直角方向の断面図。

【図９】本発明の第二実施形態による移動ロボットのケ
ーブル取扱装置の気室拡開後の軸に直角方向の断面図。

【図１０】本発明の第二実施形態による移動ロボットの
他の構成を有するケーブル取扱装置の軸方向断面図。

【図１１】本発明の第二実施形態による移動ロボットの
第１変形例の全体構成と、配管内に進入後そのケーブル
取扱装置を固定させたところを示した図。

【図１２】本発明の第二実施形態による移動ロボットの
第１変形例のケーブル取扱装置の構成を示した軸方向断
面図。

【図１３】本発明の第二実施形態による移動ロボットの
第２変形例の全体構成と、この移動ロボットをジェット
ポンプの検査等に適用した様子を示した図。

【図１４】ジェットポンプの検査等に適用した本発明の
第二実施形態による移動ロボットの第２変形例の先端部
分を拡大して示した図。

【図１５】本発明の第三実施形態による移動ロボットの
作業ロボット繰出し時の直進の様子を示した斜視図。

【図１６】本発明の第三実施形態による移動ロボットの
作業ロボット繰出し時の構造物を迂回した様子を示した
斜視図。

【図１７】本発明の第四実施形態による移動ロボットの
作業ロボット繰出し時の直進の様子を示した斜視図。

【図１８】本発明の第四実施形態による移動ロボットの
作業ロボット繰出し時の構造物を迂回した様子を示した
斜視図。

【図１９】本発明の第四実施形態による移動ロボットの
可変構造レールの構造を示した軸方向断面図。

【図２０】本発明の第四実施形態による移動ロボットの
可変構造レールの底面図。

【図２１】本発明の第四実施形態による移動ロボットの
可変構造レールの形状を変える方法を経時的に説明した
図。

【図２２】本発明の第四実施形態による移動ロボットの
可変構造レールの形状を変える方法を経時的に説明した
図。

【図２３】本発明の第四実施形態による移動ロボットの
可変構造レールの形状を変える方法を経時的に説明した
図。

【図２４】本発明の第五実施形態による移動ロボットの
全体の構成を示した斜視図。

【図２５】本発明の第五実施形態による移動ロボットの
作業ロボットの側面図。

【図２６】本発明の第五実施形態による移動ロボットの
全体構成と、原子炉圧容器の検査・作業に適用した様子
を示した図。

【図２７】原子炉圧容器の検査・作業に適用した本発明
の第五実施形態による移動ロボットの作業ロボット部分
を拡大して示した斜視図。

【図２８】原子炉圧容器の検査・作業に適用した本発明
の第五実施形態による移動ロボットの作業ロボット部分
を拡大して示した斜視図。

【図２９】原子炉圧容器の検査・作業に適用した本発明
の第五実施形態による移動ロボットの作業ロボット部分
を拡大して示した側断面図。

【図３０】原子炉圧容器の検査・作業に適用した本発明
の第五実施形態による移動ロボットのケーブル取扱装置
を固定する様子を経時的に示した側断面図。

【図３１】原子炉圧容器の検査・作業に適用した本発明
の第五実施形態による移動ロボットのケーブル取扱装置
を固定する様子を経時的に示した側断面図。

【図３２】本発明の第五実施形態による移動ロボットの
ケーブル取扱装置の斜視図。

【図３３】本発明の第五実施形態による移動ロボットの
ケーブル取扱装置の構造を示した縦断面図。

【図３４】原子炉圧容器の検査・作業のために補助ホイ
ストによって作業ロボットを吊り下ろすところの本発明
の第五実施形態による移動ロボットを示した断面図。

【図３５】一定の長さのケーブルを有する従来の移動ロ
ボットを示した図。

【図３６】走行レールとケーブル牽引車とケーブル貯線
装置とを有し、ケーブルを巻取りあるいは繰出す従来の
移動ロボットを全体構成を示した斜視図。

【図３７】走行ロボットの走行経路周辺の構造物のコー
ナー部にケーブルガイドを予め設け、これらのケーブル
ガイドにケーブルを係合させながら走行する走行ロボッ
トを有する従来の移動ロボットを全体構成を示した図。

【符号の説明】

１移動ロボット２撮影装置３作業ロボット４ケーブル５ケーブル取扱装置６ケーブル巻取装置７制御装置１６ａ気密ケース１７推進機１８スクリュー２１移動ロボット２２作業ロボット２３ケーブル２４ケーブル取扱装置２５ケーブル巻取装置２６制御装置３０ケース３１能動クローラ３２押し付けばね３３受動クローラ３４ガイド車輪３５タイミングベルト３６モータ３７気室３８弾性シート３９気室構造部材４０給気管４１排気管４２回転ばね４３ボンベ４４電磁弁４５入出力ポート４６ポンプ４７圧力センサ４８移動ロボット４９推進機５０作業装置５１作業ロボット５２ケーブル５３ケーブル取扱装置５４外殻ケース５５推進機５６ベアリング５７内殻ケース５８モータ５９平歯車６０モータ６１タイミングベルト６２スクリュー６３リニアガイドロッド６４ばね６５受動クローラ６６能動クローラ６７モータ６８タイミングベルト６９自在車７１移動ロボット７２作業ロボット７３ケーブル７４ケーブル巻取装置７５制御装置７６ケーブル取扱装置８０移動ロボット８１作業ロボット８２ケーブル８３制御装置８４ケーブル取扱装置８５アーム８６撮像装置８７車輪８８構造物９０移動ロボット９１作業ロボット９２ケーブル９３制御装置９４可変構造レール９５走行車９６ケーブル取扱装置９７アクチュエータ９８リンク９９給電線１０１関節軸１０２シリンダ１０３回転ピストン１０４ハウジング１０５直動ベアリング１０６配管１０７レール部材１０８ガイド穴１０９止め具１１０移動経路１１１構造物１１５移動ロボット１１６作業ロボット１１７ケーブル１１８ケーブル取扱装置１１９撮影装置１２０吸着装置１２１脚１２２アーム１２３吸盤１２４作業ロボット１２６作業台車１２７補助ホイスト１２８ケーブル取扱装置１２９制御装置１３０ケーブル１３１吸盤１３２脚１３３ケーブル取扱装置固定用のアーム１４０吸盤１４１ベアリング１４２ケース１４３自在ローラー１４４シャフト１４５リニアブッシュ１４６バネ１４７能動ローラー１４８プーリー１４９タイミングベルト１５０モータ１５１ワイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動手段と、作業あるいは検査を行う手段
を有する作業ロボットと、動力および信号を伝達するケーブルと、前記ケーブルを巻き取るケーブル巻取装置と、前記ケーブル上に複数配設され、それぞれが移動手段
と、固定手段と、ケーブル送り手段とを有する少なくと
も一つのケーブル取扱装置と、前記作業ロボットとケーブル巻取装置とケーブル取扱装
置の動作を制御する制御装置と、を有することを特徴と
する移動ロボット。
【請求項２】前記ケーブル取扱装置にケーブル監視用の
視覚装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の移
動ロボット。
【請求項３】前記ケーブル取扱装置に作業あるいは検査
を行う手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の
移動ロボット。
【請求項４】前記ケーブル表面に長さの目盛りと距離表
示を施し、現在繰り出しているケーブルの長さを目視監
視可能な視覚装置を設けたことを特徴とする請求項１に
記載の移動ロボット。
【請求項５】前記ケーブル表面に長さの情報を与える表
示を施し、前記ケーブル取扱装置に前記長さ情報の表示
からケーブルの把持位置を読みとる検出器を設けたこと
を特徴とする請求項１に記載の移動ロボット。
【請求項６】前記作業ロボットとケーブル取扱装置の移
動手段はスクリュー推進機からなることを特徴とする請
求項１に記載の移動ロボット。
【請求項７】前記ケーブル取扱装置の固定手段は、前記
ケーブル取扱装置の外殻に取り付けられた複数の枢動可
能な気室構造部材と、前記気室構造部材の外側に設けら
れた伸縮可能な弾性シートと、給排気手段とを有する膨
張・収縮可能な気室からなることを特徴とする請求項６
に記載の移動ロボット。
【請求項８】前記ケーブル取扱装置の固定手段は、前記
ケーブル取扱装置の外殻に設けられ、伸縮可能な弾性シ
ートによって画成された気室と、前記気室のガスを供給
あるいは排気する手段とからなることを特徴とする請求
項６に記載の移動ロボット。
【請求項９】前記ケーブル取扱装置の固定手段は、前記
ケーブル取扱装置の外側に取り付けられた推進方向が可
変な推進機からなることを特徴とする請求項６に記載の
移動ロボット。
【請求項１０】前記ケーブル取扱装置の固定手段は、前
記作業ロボットの移動経路周辺の構造物に応じて、クラ
ンプ手段、吸盤あるいは磁石による吸着手段、請求項７
あるいは請求項８に記載した気室、請求項９に記載の推
進機を組み合わせたものからなることを特徴とする請求
項６に記載の移動ロボット。
【請求項１１】前記作業ロボットとケーブル取扱装置の
移動手段は車輪あるいはカタピラーからなり、前記ケー
ブル取扱装置の固定手段は前記車輪あるいはカタピラー
を制動する手段からなることを特徴とする請求項１に記
載の移動ロボット。
【請求項１２】前記作業ロボットの移動手段は車輪ある
いはカタピラーからなり、前記ケーブル取扱装置は、アクチュエータと多関節リン
クによって構成された可変構造レールと、前記可変構造
レールに沿って移動可能に設けられた少なくとも一つの
走行車とからなることを特徴とする請求項１に記載の移
動ロボット。
【請求項１３】前記走行車は、可変構造レールを介して
動力と制御信号を供給され、能動的に前記作業ロボット
を追随する手段を有していることを特徴とする請求項１
２に記載の移動ロボット。
【請求項１４】前記制御装置は、目標物の位置と作業ロ
ボットの初期位置と周辺の構造物の位置を取り込んで前
記作業ロボットの移動経路を予め算出し、前記移動経路
に沿った形状に前記可変構造レールを変形させた後に、
前記作業ロボットと前記ケーブル取扱装置の走行車を移
動させることを特徴とする請求項１２または１３に記載
の移動ロボット。
【請求項１５】前記制御装置は、目標物の位置と現在の
作業ロボットの位置と周辺構造物の位置データを取り込
んでその時点における最適な移動経路と前記ケーブル取
扱装置の配置を計算し、計算結果と一致するように前記
可変構造レールの変形と前記走行車の移動を制御するこ
とを特徴とする請求項１２または１３に記載の移動ロボ
ット。
【請求項１６】垂直あるいは傾斜した壁面に吸着しなが
ら移動する手段と、作業あるいは検査を行う手段とを有
する作業ロボットと、動力および信号を伝達するケーブルと、前記ケーブルを巻き取るケーブル巻取装置と、固定手段とケーブル送り手段とを有する少なくとも一つ
のケーブル取扱装置と、前記作業ロボットとケーブル巻取装置とケーブル取扱装
置の動作を制御する制御装置と、からなり、前記作業ロボットは、前記ケーブル取扱装置を搭載、運
搬する構造の本体を有し、本体に搭載した前記ケーブル
取扱装置を把持して壁面に押し付けて固定させるケーブ
ル取扱装置固定用手段を有していることを特徴とする移
動ロボット。
【請求項１７】前記ケーブル巻取装置は、前記作業ロボ
ットの位置に応じて前記ケーブルの引き回し状態を変更
するように垂直あるいは傾斜した壁面に吸着しながら移
動する手段を備えていることを特徴とする請求項１６に
記載の移動ロボット。
【請求項１８】前記制御装置は、前記作業ロボットの繰
り出し時には、前記ケーブル取扱装置を前記作業ロボッ
トとともに移動させ、所定の地点で前記ケーブル巻取装
置に最も近いケーブル取扱装置から固定させ、固定した
ケーブル取扱装置を制御して前記ケーブルを前記作業ロ
ボットへ向かって送らせ、前記作業ロボットの回収時には、前記ケーブル取扱装置
を制御して前記ケーブルを前記ケーブル巻取装置に向か
って送らせ、前記作業ロボットが近づいたケーブル取扱
装置から固定を解除して前記作業ロボットとともに移動
させることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか
に記載の移動ロボット。