JPS61146686A

JPS61146686A - ア−ム体

Info

Publication number: JPS61146686A
Application number: JP59269997A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Maruki; 英明丸木
Original assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1986-07-04

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、平坦地ばかりでなく階段、垂直梯子、配管、
狭隘部、天井等を安定的かつ効率良く移動するアーム体
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、線機器の巡視点検（ハト０−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れなければならない。

また、プラントの安全運転を左右するような異常時にプ
ラントの運転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で形成されてい
る。

そして、この移動体には、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、複数のアーム体ま−たはアーム体車輪によって
移動するもの、多足歩行によって移動するもの等がある
。

ところが、前記軌道方式は、移動体が軌道に沿ってしか
移動できないために、点検対象箇所が限定されてしまい
十分な対処が出来ない。

また、車輪方式は、移動速度が速い反面、障害物の乗越
え能力が低く階段、垂直梯子（以下、ラダーと称する）
の多い原子力発電所においての使用可能範囲が極端に限
定されていた。

アーム体またはアーム体車輪方式の移動体は、障害物の
乗越え能力は良いけれど重量が大きく、しかも割に広い
空間を占領するのでスペース効率が悪く、さらに、障害
物乗越え時にアーム回転させるので上下運動が大きいも
のとなる。

多足歩行は、＄１１９１が複雑となり、さらに障害物お
よび階段（４５’程度以下）移動速度が遅く、構造が複
雑であり、また多足のため重心の移動量が大きいので重
心を一定に保持する必要があった。

このように従来の移動体は、それぞれの問題点を有して
いるが、さらに各移動体等は巡視点検および点検作業の
アクセスルート上には、急角度の階段（４５°以上）や
ラダーが存在するため、ルートに沿って移動することの
できるものがなく、人手による巡視点検および点検作業
を代替えする上で大きな障害となり、一部分での代替自
動化が達成されず結果的に人間を高い放射線量下の作業
から完全に解放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４５す、
走行と歩行とが可能な′アーム体に把握、吸着、階段手
すり等の摺い機能を持たせたマニピュレータと組合せる
ことにより、制御が簡単で、移動速度も速く、構造も比
較的簡単であり、かつ小形軽量であって、平坦地ばかり
でなく、階段、ラダー、壁面、天井、配管等を自由に移
動することができ、各種機器を搭載したアーム体を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明のアーム体は、先端部に多機能車輪を有するアー
ムと、このアームが取付けられているとともにこのアー
ムを駆動する駆動部、制御部、信号伝送部、情報処理部
、電源部、姿勢制御部、演算部、各種センサ等を有する
本体と、この本体に取付けられたマニピュレータとによ
り形成したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第７図について説明
する。

第１図および第２図は、本実施例のアーム体を示し、第
１図は走行ならびに歩行時、第２図はスタビライサ機能
による作業時をそれぞれ示している。

このアーム体は、本体１の一端部にアーム体２とマニピ
ュレータ３を設け、他端部に他のマニピュレータ４を設
けて形成されている。この本体１の内部には、アーム２
を駆動する駆動部、制御部、信号伝送部、情報処理部、
電源部、姿勢制ｉＩ１部、８１４機部（共に図示せず）
が内蔵されており、外界センサ５、立体ＴＶ６および収
納部７とにより形成されている。アーム２は、１２０度
おきに放射状に突出させた３本の突出部２ａ、２ａのお
のおのに、放射状の方向（矢印方向）に伸縮可能な伸縮
部８．８を設け、その各先端部にジヨイント部９，９を
介してそれぞれ特殊な多機能車輪１０゜１０が取付けら
れいる。

このアーム２の中心に取付けられたマニピュレータ３お
よび他のマニピュレータ４はそれぞれ多関節状に形成さ
れている。また、マニピュレータ３は最初の関節部材３
ａを、第１図に示すように、アーム２の回転および移動
時の妨げにならないように、また、第２図に示すように
、アーム２を避けて本体１のある方向での動作範囲を確
保出来る長さに形成されている。つまり第二関節３ｂよ
り先端部が、マニピュレータとして有効的に使用するこ
とが出来る構造に形成されている両マニピュレータ３．
４とも、第１図においては多機能車輪１０がジヨイント
接続されている。

本体１の収容部７内には、ハンド１１や各種の工具、歩
行具が収容されている。そして、−第２図は各マニピュ
レータ３．４の先端部に多機能車輪１０に代えたハンド
１１を交換取付けした状態を示している。第２図は、ア
ーム２の多機能車輪１０をスタビライザとして使用して
いる。

第３図は、ジヨイント部９と多機能車輪１０とを示して
いる。この多機能車輪１０は、車輪フレーム１２と一体
に形成されており、ボルト１３を介してホイル１４に取
（４けられている。すなわち、多ｉ能車輪１０は、車輪
フレーム１２に外側へ向けて変曲して開いた環状のフレ
ーム１５を固着し、このフレーム１５の外側を被服体１
６によって被覆し、その被服体１６の表面に把握センサ
１７を取付けて形成されている。また、ホイル１４は、
中空で軸受１８をもってジヨイント９に回転自在に支承
されたシＶフト１９の外方端に取付けられている。この
シャフト１９の内方端には、駆動軸２０の先、端に固着
された傘歯車２１と噛合する傘歯車２２・が固着されて
いる。この駆動軸２０は軸受２３をもってジヨイント９
内に支持されている。

また、ホイル１４の外側には、吸着板２４がキャップ２
５の外側からのボルト２６を緊締して取付ｔＪられてい
る。この吸着板２４の外周部２４ａは多機能車輪１０の
被服体１６に接着されている。

ホイル１４の外側に設けられた吸着装置ｇ！２７は、吸
着板２４に穿設した吸着口２８から吸着板２４内の空気
を吸出し可能に形成されている。また、把握センサ１７
やフレーム１５に信号を伝ＩするＩ：めにホイル部１４
でコネクタ（図示せず）により接続されたケーブル２９
はシャフト１９内を通り、ジヨイント９内でコネクタ３
０に接続され、本体１まで導かれている。

そして、さらにこの多機能車輪１０は、把握センサ１７
および本体１からの制御指令によりフレーム１５をＣか
らｄ、ｃ’からｄ′またはｄからｃ、ｄ’からＣ′方向
に動作させることが出来る構造に形成されている。すな
わち、このフレーム１５を形状記憶合金、化学変化によ
る変形材、または−膜材料とアクチェータとの組合せ等
によって形成づ゛ればよい。また、このフレーム１５は
被服体１６により走行時、歩行時、吸着時の安全性、機
！性を保つことが出来る。

また、多機能車輪１０はジヨイント部９に７クチエータ
等をもうけて直接駆動してもよい。

次に、本実施例の作用を説明する。

（走　行）第１図は、走行時の１例を示している。

この走行時には、アーム２の多機能車輪１０の２点また
は１点と、マニピュレータ３．４の２点または１点の合
計３点または、それ以上で接し、駆動軸２０、傘歯車２
１，２２、シャフト１９およびホイル１４を介して多機
能車輪１０を回転させて走行する。ステアリングは、多
機能車輪１０をジヨイント９を回転することにより操舵
して行う。

（歩　行）歩行は、階段および障害物乗越え時に主に使用する移動
モードの一つであり、基本的には、マニピュレータ３．
４で本体１のバランスを保ちつつ、アーム２を回転させ
て歩行する。

階段は、第４図に示すように、手すり３２ａ。

３２ｂに３．４の多機能車輪１０を載せて、本体１のバ
ランスを保ちつつ一段一段アーム２を回転さｔＩＣ登っ
て行く。降りるときには、アーム２の回転を逆にする。

この際アーム２の伸縮部８は、外界センサ５により一段
一段の大きさを読み取り、その大きさに合わせて伸縮す
ることにより上下移動のすくない歩行を行なわせる。

（吸　着）第２図の状態は、３点で吸着作業時を示している。すな
わち、アーム２を床面や壁面に平行にして、３個の多機
能車輪１０を床面等に密着させ、吸着装置２７によって
吸着板２４内から空気を吸出して吸着し、２本のマニピ
ュレータ３，４により作業を行なう。

また、吸着しながら移動する時には、各マニピュレータ
３．４の先端にハンド１１に代えて多機能車輪１０をそ
れぞれを取付け、アーム２側の３点とマニピュレータ３
．４側の１点または２点の合４４４点または５点を用い
、常に３点で本体１を保持しつつ残りの点を移動させな
がら、移−動すべき点を変えることにより吸着移動する
。

（管外移＃Ｊ）第５図は、管外の移動状態を正面から見た図である。

アーム２側の２点または１点の多機能車輪１０とマニピ
ュレータ３，４０２点の多機能車輪１０により、配管３
５の外側に抱きつきながら走行する。

また、フランジ部、サポート部等の走行上の障害物があ
る場合は、４点の内３点で本体１を支承しながら１点づ
つ移動させて行く。配管３５上でのらせん、ループ等の
移動は、ジヨイント部９より先をステアリングさせるこ
とにより行なわれる。

（管内移動）第６図は、管内移動の状態を正面から見た図である。

アーム２の内の２点の多機能車輪を配管３５上に載せ、
他の１点の多機能車輪１０を伸縮機構°８により延ばし
て配管３５の天井に当接させ、さらに、バランスを保つ
ためにマニピュレータ３．４のいずれか一方または両方
を配管３５に突張った状態で走行する。配管３５内での
らせん、ループ等の移動は、ジヨイント部９より多機能
車輪１０をステアリングさせることにより行なわれる。

（ラダー昇降）第４図はまたラダー昇降時の一例を示しいる。

ラダー３４の側面を利用してアーム２側の３点とマニピ
ュレータ３．４の１点またはそれ以上により、ラダー３
４を両側から多機能車輪１０によって挟み込み、そして
多機能車輪１０を回転駆動させることにより昇降する。

また、ラダー３４のステップを一段一段マニビル−タ３
．４によりひっかけて、アーム２でラダー３４の側面を
両側から挟み込みながら登って行くことも可能である。

なお、本発明においては、前記実施例を使用目的等に応
じて変形してもよい。例えば多機能車輪と一般の車輪と
を組合せてもよく、マニピュレータをアームの一方に複
数個取付けてもよい。また、第７図に示すように、本体
１０両端に同一構成のマニピュレータ３６を取付け、本
体１の下面等にイメージセンサ用のＩＴＶ３７を取付け
てもよい。

〔発明の効果〕

このように本発明のアーム体は、多機能車輪を有したア
ーム体と屈曲、伸縮自在でなおかつ多機能車輪、ハンド
、工具あるいは歩行具との交換が可能なマニピュレータ
とにより形成したので、従来のアーム体あるいはアーム
体車輪および多足歩行体に比較して、本体の小形軽量化
、アーム体、マニピュレータ足などの必要構成数の大幅
削減それにともなう制御Ｘ１重の削減、移動速度の向上
を図ることができ、床、グレーチング上、階段、ラダー
、壁面、天井、配管等の外界に応じ、階段子すり、ガイ
ド、背かご、配管等を利用して、アクセスすることが可
能となり、また、遠隔でかつ自動的に点検作業を行うこ
とができ、原子カプラントでは、作業ｉｔの被曝低減を
図り、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点検作業時間の短縮によるプラント
稼働率をも向上させることができ、しかも、異常等を早
期発見し対処することができるなどの効果を秦する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のアーム体の一実施例を示し、第１図は走
行または歩行時の一例を示す斜視図、第２図はマニピュ
レータによる作業時に床へアーム体を接地させスタビ−
ライザーとし多機能車輪を使用している状態あるいは壁
面吸着時の作業状態を示す斜視図、第３図はジヨイント
部の所面図、第４図は階段およびラダー歩行および走行
時の状態を示す斜視図、第５図は、配管内走行時の状態
を示す正面図、第６図は配管内走行時の状態を示゛す゛
正面図、第７図は２個の同一のアームおよびＩＴＶを取
付けた例を示す斜視図である。１・・・本体、２・・・アーム、３．４・・・マニピュ
レータ、１０・・・多機能車輪、１１・・・ハンド。＃１聞ｑ本２■ 秦３閉暴ｉ凹暴５図嶌ろ凹

Claims

【特許請求の範囲】１、先端部に多機能車輪を有するアームと、このアーム
が取付けられているとともにこのアームを駆動する駆動
部、制御部、信号伝送部、情報処理部、電源部、姿勢制
御部、演算部、各種センサ等を有する本体と、この本体
に取付けられたマニピュレータとを有するアーム体。２、マニピュレータは、その先端部に多機能車輪、ハン
ド、工具あるいは歩行具等を交換自在にして形成されて
いることを特徴する特許請求の範囲第１項記載のアーム
体。３、多機能車輪は、車輪、把握、スタビライザ、吸着板
としての機能を有するように形成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のアーム
体。