JPS60219173A - 移動装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、平坦地はか夛でなく階段、壁面、配管、狭隘
部天井等を安定的に移動する能動体に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、原子力発電所においては、安全運転を行なうた
めに諸機器の巡視点検（パトロール）および定期検査が
実施されている。

このような巡視点検や定期検査における点検作業は、高
い放射線量下で行なわなければならない。

また、プラントの安全運転を左右するような異常時にプ
ラントを停止することなく異常事象に対処できる手段は
ない。

そこで、作業員の被曝低減、異常事象に対処するために
無人の自動点検装置等が提案されている。

この種の自動点検装置は、原子炉建屋内を移動する移動
体に点検作業を行なう各種機器を搭載して形成されてい
る。

そして、この移動体は、軌道上に沿って移動するもの、
クローラによって移動するもの、車輪によって移動する
もの、アーム車輪によって移動するもの等がある。

ところが、前記軌道方式の移動体は、軌道に沿ってしか
移動できないために、点検対象箇所が限定されてしまう
。また、クローラ方式の移動体においては、走行部の重
量が大ぎくなシ、移動速度も遅く、更に、障害物の乗越
えには重心移動等の工夫の必要があった。また、車輪方
式の移動車においては、移動速度が速い反面、障害物の
乗越え性が悪く、階段の多い、原子力発電所においては
使用可能範囲が狭く限定されていた。また、アーム車輪
方式の移動体においては、障害物の乗越え性は良いけれ
ども、重量が太ぎく、しかも割に広い空間を占有するの
でスペース効率が悪く、更に、障害物乗越え時にアーム
を回転させるので上下運動が大きいものとなる。

このように従来の移動体はそれぞれ問題点を有している
が、更に各移動体及び能動体は、壁面や天井配管等に沿
って移動することができないので。

壁面や天井部の空間を有効利用して移動し、壁面、天井
部及び配管等にある点検対象箇所に近接することができ
ないという不都合があった。

〔発明の目的〕

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、走行
と歩行とができ、平坦地はかシでなく階段、壁面、天井
、配管の内外等を自由に移動することができ、各種機器
を搭載した能動体を提供することを目的としている。

〔発明の概要〕

本発明の能動体は、複数の胴体を関節によシ一連に連接
し、各関節を１又は２自由度で駆動するアクチュエータ
群を設け、各胴体に移動面との接触を保つ接触媒体を設
けて形成されておシ、能動的かつ柔軟に屈曲変形するこ
とができ、巻き付き１よがらの走行、吸着、しやくとり
歩行、突張シ走行および歩行をすることを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第１２図について説
明する。

第１図は、本実施例の全体を示している。

本体ｌは、頭２、胴体部１１と巻付装置部１４（尾）と
で形成されている。

この頭２は、超音波センサ３、照明４、文机イメージセ
ンサ５、ボールローラ６、イメージセンサ７、アンテナ
８％近接装置９のほか、ジャイロ、ＣＰＵ、信号処理装
置、バッテリー等（図示せず）によって形成されている
。

胴体部１１は、２自由度の関節によシ連接され柔軟に屈
曲変形することができるとともに車輪１３で走行、歩行
、吸着できる栴造になっている。

巻付装置１４は、先部に位置し、チェーン状でなおかつ
末端に行くに従って断面が小さくなり、かつ、うず巻状
に巻けるようにアクチュエータ１５により各チェーン状
の部材は連結されている。このに巻き付くことが出来る
。この巻付装置１４には圧力及びすべりセンサが付いて
いるセンサ付ラバー１６が一定間で取付けられておシ、
巻付力、丁べ夛の有無を検知するように形成されている
。

胴体１１ａへ連接軸１８と胴体リング１２とをギヤ１９
の穴と胴体リングこの取付穴とをボルト締めすることに
よ多連結する。ケーブル処理装置別は、連接軸１８の一
部である取付穴るを介して、ケーブルを配線する。次に
、胴体１１ｂを連接軸取付部５８ｂを介して連接軸１８
および胴体リング１２ヘワンタツチで取付ける。この連
接取付部５８ｂは、みそを合せてはめこみスズリング力
などにょクロックする一般的な構造である。

次に、連接軸１８、胴体リング１２および胴体１１ｂが
一体になったものを胴体１１ａへ接続させる。連接取付
部５８ａも上記連接取付部５８ｂと同様の構造である。

、なお、これらの連結部はコネクタで接続されている。

また、胴体リング１２を回転させるにはモータ２１、胴
体まわり駆動装置加を介しギヤ１９と１体になった胴体
リング１２が胴体のａ−ｂ軸と直角をなす面上を回転す
る。なお、ギヤ１９は、連接軸１８にはベアグ４ングを
介して取付けられている。

第３図は、第２図の胴体リング１２とギヤ１９との取付
部の断面を示している。

胴体リング１２は、テーブルがとこのテーブル２６を回
転させ車輪１３を操舵する操舵用モータ四、車輪１３を
駆動する駆動用モータｎ及び吸着装置３２などから構成
されている。

第４図（ａｌ　（ｂｌは、このテーブル２６及び車輪１
３の構造を示している。

テーブルがは、テーブル２６の回りにあるラック３５が
ギヤ２９を介して操舵モータあにより駆動されることに
より回転し、その結果車輪１３の操舵をすることが出来
るように形成されている。３ｏはオイルレスベアリング
である。車輪１３は、ホイル４５と吸着板４６とからな
シ、マウント４３を介してリング３６に対して回転自在
に取付けられている。このリング３６は、テーブルかに
取付けであるサポートあヘピン３７およびビン通し穴あ
を介して揺動自在に取りつげられてお夕、さらに、アク
チェータ４１によシ矢印ａからす、ｂからａへ車輪１３
を揺動駆動する。このアクチェータ４１の一端がリング
側アクチェータ取付穴に取付けられ、もう一端のサポー
ト３４に取付けられている。このアクチェータ４１は形
状記憶合金をピストン状に形成したものである。

車輪１３は、中空軸３９、軸４０及びマウント４３を介
して駆動用モータ２７により駆動される。軸３９、軸４
０及びマウント４３は自在続手４４によりそれぞれ接続
されている。

第５図は吸着装置３２の構成を示している。

この吸着装置３２はコントローラ８、接触センサ４８、
吸着圧力計４９．駆動装置間、タンク５１、弁５２、形
状記憶合金スプリング５３によシ形成されている。

この接触センサ４８と吸着圧力計４９と吸着板４６１Ｃ
取付けられている。タンク５１は形状記憶合金スプリン
グ５３へ通電制御して矢印の方向に伸縮して吸着板４６
からダクト４７により導びかれた空気を給排する。弁５
２は排気する空気を本体内に入れないような位置に設け
られている。

第６図は、関節１７０１例を示している。

胴体１１ｂ側にある関節駆動モータ５７部は、関節の中
心×で交わるｉ　−ｉ　’軸とｊ−ｊ′軸まわシにそれ
ぞれ独立して駆動することによシ２自由度を得られる構
造になっている。連接軸％は、ｊ　−ｊ′軸ギヤ６１の
シャフトが胴体１１ａと１体になってｊ−ｊ’軸回シに
回転目在処取付けられている。

このｊ−ｊ’軸と卸度ずらした位置に突出部材１１ｃを
介して胴体１１ｂとｉ　−ｉ　’軸まわりに回転自在に
取付けられており、ｉ　−ｉ　’軸ギヤ６３ト一体に形
成されている。

ｊ−ｊ’軸は、関節駆動モータ５７によシ、ｊ−ｊ′軸
駆動ギア５９、ｊ−ｊ’軸伝達ギヤ（イ）、ｊ−Ｊ′軸
ギヤに伝達され、胴体部１１ａ以降をｊ−ｊ’軸まわシ
に回転させる。ｉ−ｋ　’軸は、５７関節駆動モータ５
７によシ、ｉ　−ｉ　’軸駆動ギヤ６２、トーｉ軸ギヤ
６３および連接軸５６を介し胴体１１ａ部以降をｉ　−
ｉ　’軸まわシに回転させる。

第７図は、胴体リング１２その他の例で１２ａは車輪を
２つにした例１２ｂは、１２０度おきに合計３つ配置し
た例、１２ｃはボールローラを放射状に配置した例であ
る。

次に、本実施例の作用を説明する。

本装置の本体１は、頭２、胴体部１１と巻付装置部１４
とによシ形成されている。

頭２には、進路の障害物を検知するため超音波センサ３
と立桟イメージセンサ５によシ状況を把握する。

また、ＣＰＵを中心にジャイロ、各種センサからの情報
等によシ、モータからの指令に従って、各部の胴体、関
節、巻付装置１７、近接装置９、各駆動装置を自動制御
する。

車輪１３は、胴体回シ、操作、駆動、走行時と吸着等の
初度えの自由度を有している。こｎらの駆動系をまとめ
て駆動装置５０としてまとめである。

この駆動装置５０と吸着装置３２及び胴体に付属するセ
ンサなとはすべてその胴体部１１にあるコントローラ５
４によシ制御される。

センサ類は、検出情報を処理する処理装置と知出器が一
体となったスマートセンサとコントローラ５４からの必
要最低限の伝送量に減少させている。

この能動体はジャイロ各関節駆動モータに付けられてい
る位置検出器を利用して、状態、軌跡、ルート予想、移
動対象物の認識することが出来る。

なお、頭２と胴体部１１との中間の１点と尾部との３点
との位置データと能動体の関節の寸法、構成などのデー
タとを組合せるとさらに良い。

頭２にある近接装置９は、頭２が入らない所、放射線量
が％に高い所等へ検出器、ハンド工具類を近接させる。

使用しない時は、頭２内に収納されている。

この能動体は、ヘビの移動機能と走行及び走行機能を有
している。

蛇行走行は第１図のようにして行なう。

管内走行は、第８図に示すように、配管６７内を車輪１
３を胴体が接触しないように胴体廻りの回転を使用して
振り分けている。これよりも大きな径の配管に対しては
本体をコイル状にして走行する。

管外走行は、第９図に示すようにして行なう。

このｍ９図はｈからｇ方向へ移動する場付であり、矢印
ｌからｋへそのまま並行移動したシ、矢印ｎｌのように
スパイラルな移動をすることが出来る。

これらの機能によシ配管のサポートなどの突出物を回避
しながら移動が出来る。

階段側を歩行する場合には第１０図のようにして行なう
。すなわち、１段ずつ頭２から乗９越えに必要な長さの
胴体までを引きおこして接触後はヘビと同様の動作で登
る。

管間の移動は、第１１図に示すようにして行なう。

すなわち配管６７ａから６７ｂへ移るには、まず本体１
ａのように配管６７ａの走行時に巻付装置１４で本体１
ａの自重をささえた後、本体１ｂのように頭２から順に
胴体を配管６７　ｂへ巻きつけてゆき自重をささえられ
るようになると、巻付装置１４’ｉ配管６７ａからはず
して配管６７ｂへ移動する。

壁及び天井移動は第１２図のようにして行７．Ｃう。

すなわち、車輪１３に取付けられている吸着板４６によ
り壁面６９に吸着して本体１０目重を支承する。

そして、必要個数の吸着板で自重をささえながら、残り
の吸着板４６を移動方向へ移動させて吸着させ目Ｍをさ
さえた後に、今までささえていた残９の胴体を引きませ
たのち吸着させる。この動作音くり返して移動する。

なお、以上はほんの１例であシ構造及び構成はかならず
しも上記に限定されるものではない。このように本発明
の能動体は一走行、歩行及び吸着とができ、平坦地はか
シでなく階段、壁面、天井、配管の内外を自由に移動す
ることができ、しかも各種機器の搭載を行なうことがで
きる等の効果を奏する。また、搭載機器として点検、監
視機器を用いると、無人でかつ自動的に点検、監視作業
を行なうことができ、原子力発電プラントでは作業員の
被曝低減を図９、作業環境および安全性の向上を図るこ
とができ、作業の信頼性および稼働率をも向上させるこ
とができ、異常等に早期に発見することができる。

〔発明の効果〕 このように本発明の能動体は、走行と歩行とができ、平
坦地はかシでなく階段、壁面、天井、配管の内外等を自
由に移動することができ、各種機器を搭載プラントの点
検、監視の自動化ができ、また１人に代って極限の作業
を行なうこともでき、人では点検、監視及び作業のでき
ない狭い所にでも使用できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の能動体の実施例を示し、第１図は、全体
を示す斜視図、第２図は胴体部の分解斜視図、第３図は
胴体リングの一部切断側面図、第４図＋２）（ｂ）はそ
れぞれ車輪部の一部切断斜視図、第５図は接触センサ部
の側面図、第６図は関節部の一部切断斜視図、第７図は
他の実施例を示す全体斜視図、第８図は管内移動状態を
示す断面図、第９図は管外移動状態を示す側面図、第１
０図は階段昇降状態を示す側面図、第１１図は管間移動
状態を示す斜視図、第１２図ｆａ）（ｂ）はそれぞれ壁
面移動状態を示す説明図である。 １・・・本体、２・・・頭、１１・・・胴体、１２・・
・胴体リング、１３・・・車輪、１４・・・巻付装置、
１５・・・アクチェータ、１７・・・関節、４６・・・
吸着板。 出願人代理人　猪　股　清 蒸１図 秦２凹 １ｂ 纂３図 纂４回ｒθ」 ＃５閏 底ろ図 檻７図 ＃ａ（￥］ 妻、ｑ、圓 り７Ｃ）図 ｂ 褌、ｌＩ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の胴体を関節によシ一連に連接し、各関節を１
   又は２自由度で駆動するアクチュエータ群を設け、各胴
   体に移動面との接触を保つ接触媒体を設けてなる能動体
   。 ２、接触媒体は、クローラ、車、吸着機能を有した車あ
   るいは操舵、駆動、胴体まわりの回転および吸着機能を
   有する車等により形成されておシ、これらを切変え自在
   にして設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の能動体。 ３、能動体の一部に突出または収納されている多重連結
   された屈曲自在の部材により、巻付き、突張、吸着など
   の方法により能動体をささえることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の能動体。 ４、胴体中に、胴体の節の状態を検知することにより、
   能動体の状態、軌跡、ルート予想、移動対象物の認識を
   することの出来る慣性位置検出器を設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の能動体。 ５、多種の検出情報を処理する処理装置と知出器とが一
   体になった検出器（スマートセンサ）により節と節間、
   能動体と操作側との伝送量を減少し操作しやすく形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の能動体
   。 ６、能動体が接近出来ない狭隘部又は対象物に対しては
   、能動体の先端部あるいは胴体の一部よｐ検出器、ハン
   ド、工具数を有した接近装置により接近することの出来
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の能動体
   。 ７、胴体表面に、クローラ、吸着板、車と吸着板とが一
   体のもの、ボールローラなどからなる接触媒体を、目的
   に応じて単独又は、複数組合せて取付けることが出来る
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の能動体。