JPS61211176A - 自動点検・作業装置 - 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〕 本発明は各種プラントや工場等に用いられる自動点検・
作業装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、各種プラントや工場等においでは作業の無人化、
自動化が図られている。

例えば、原子力発電プラントにおいては、作業員の放射
線の被曝低減、稼働率向上を目指し、各種作業の自動化
が推進されている。

この自動化の一手段として、移動ロボットを用いて自動
点検・作業を行なう方法が開発されている。

この移動ロボットを用いる場合には、走行路にケーブル
処理用レールを架設し、そのケーブル処理用レール上に
ケーブルを牽引しながら走行するケーブル牽引車を配設
するとともに、そのケーブルの先端にコネクタを介して
移動ロボットを接続し、そしてそのケーブルを介して制
御信号や電力を供給して移動ロボットを駆動させて各種
点検・作業を行なわせている。この方式によればケーブ
ルによって移動ロボットの動きが多少制約されるが、ケ
ーブル処理用レールから数層以内であれば自由に移動す
ることができ、また、ケーブルによって制御・目測信号
等の授受および電力供給を行なっていいるので、作業に
高い信頼性が得られるという利点がある。

このような移動ロボットを実際にプラントに適用する方
法としては、先ず１つの走行ルートに１台の移動ロボッ
トを走行させる方法がある。ところが、この方法による
と、例えば点検により異常を発見後、それを補修する等
の複雑な動作を目的とする場合には、１台のロボットに
多くの機能を持たせることが必要となり、ロボツｌ〜が
大形、大重量のものとなつとしまい、移動性能に支障を
きたしたり、狭隘部の点検・作業が困難であるという不
具合があった。

これを避けるためには、複数台のロボットに各機能を分
散すれば良い。ところが、複数台のロボットを用いると
、各ロボットにそれぞれ少なくとも１本のケーブルが必
要となり、そのケーブル処理が煩雑となるばかりでなく
、ロボットの制御部もロボットと同数必要となり、装置
全体が、かなり大形で不経済なものになってしまうとい
う不具合があった。

〔発明の目的〕

本発明は、これらの点を考慮してなされたものであり、
同一の移動経路を多種類のロボットが移動することがで
き、ケーブルや制御部も最小構成とすることができ、適
切な点検・作業を円滑に行なうことのできる自動点検・
作業装置を提供することを目的とする。

（発明の概要〕 本発明の自動点検・作業装置は、点検・作業箇所に沿っ
た移動経路上を移動する複数の移動ロボットと、これら
の移動ロボットとコネクタを介して接続されて各移動ロ
ボットへの制御信号の授受および電力供給を行なうケー
ブルと、このケーブルと前記各移動ロボットとのコネク
タによる接続を切換えるコネクタ着脱機構と、前記移動
経路に沿って架設されたケーブル処理用レールと、この
ケーブル処理用レール上を前記ケーブルを牽引しながら
移動するケーブル牽引車と、前記ケーブル処理用レール
の一部分を他のレールと置換するし一ル首換機構と、こ
のレール置換機構の他のレール上に予め載置されており
前記ケーブル牽引車に連結して移動させられる点検ユニ
ットと、前記移動ロボット、コネクタ＠脱機構、ケーブ
ル牽引車、レール置換機構および点検ユニットを関連動
作させる制御機構とによって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４図について説明
する。

第１図は本発明の全体を示し、図中、符号１は点検作業
を行なう移動ロボットである。この移動ロボット１は原
子炉格納容器内等の人間が容易に進入できないような点
検・作業箇所に沿って設定された移動経路２上を、例え
ば脚形り０−ラ３のような移動機構により自由に移動す
る。そして、この移動ロボット１はコネクタ４ａ、４ｂ
を介して接続されたケーブル５を通して、制６１１機構
（図示せず）から各種信号の授受および電力供給を受け
て移動する。また、移動経路２の任意箇所にはロボット
格納部６が設けらており、移動ロボット１とは異なる機
能、例えば補修作業を行なう移動ロボット７．８が格納
されている。これらの移動ロボット７．８にはケーブル
５のコネクタ４ａと接続されるコネクタ４ｂがそれぞれ
設けられている。また、ロボット格納部６は、放射線遮
蔽等の耐環境性上の考慮がなされている。また、移動経
路２の上方にはその移動経路２に沿ってケーブル処理用
レール９（以下、レール９という）が架設されている。

このレール９上にケーブル牽引車１０が走行自在に載置
されている。このケーブル牽引車１０はレール９の中に
収納された状態のケーブル５を牽引しながら、例えば移
動ローラ１１を駆動することによって自由に移動する。

また、ケーブル牽引車１０はケーブル引出し・引込みロ
ーラ１２により、ケーブル牽引車１０と移動ロボット１
との間の距離を調節できるように形成されている。これ
ら、ケーブル牽引車１０の各部への電力供給は、レール
９の内部等に設置されたトロリー線（図示せず）から接
触集電方式で行なわれている。ケーブル５は、移動ロボ
ット１が移動経路２の最終到達点に十分到達可能な長さ
を持っている。そして、必要な長さのケーブル５は、レ
ール９の始点側に設置された貯線部１３に貯わえられる
ように形成されている。また、レール９の任意の位置に
は、レール置換機構１４が設置されている。このレール
置換機構１４はレール９の一部９ａを、上下方向に移動
させ、他のレール９ｂにＵ模する。このレール置換機構
１４のレール９ｂには、ケーブル牽引車１０の前端部に
設けられた連結部１５に連結可能な構造を持つ点検ユニ
ット１６が載置されている。そして、この点検ユニット
１６には、ケーブル５のコネクタ４ａと接続可能なコネ
クタ４ｂが取付けられており、ケーブル５を介して信号
の授受や電力供給を受けて、内部に搭載される各種セン
サ（図示せず）により点検機能を果たす。また、ロボッ
ト格納部６の付近には］ネクタ着脱機構１７が設置され
ている。コネクタ着脱機能１７は、そのつかみ部１８に
より、ケーブル５のコネクタ４ａを、移動ロボット１゜
７．８または点検ユニット１６のコネクタ４ｂに対して
着脱させる。

第２図にコネクタ着脱機構によるコネクタ４ａの着脱状
態を示す。この着脱状態はＩＴＶカメラ１９を用いて別
室でモニタできるように形成されている。

第３図にコネクタ４ａ、４ｂの構造例を示す。

同図（ａ）においてコネクタ着脱機構１７のつかみ部１
８がコネクタ４ａの弾性体２０をつかむと、コネクタ４
ｂ側の突起部２１ｂからコネクタ４ａ側の突起部２１ａ
が内側に外れて、同図（ｂ）のようにコネクタ４ａを取
り外すことができる。

なお、上記した各構成機器のうち移動ロボット１．７．
８、ケーブル牽引車１０、レール置換機構１４、点検ユ
ニット１６およびコネクタ着脱機構１７は、別室に設置
された制ｔＭ１機構（図示迂ず）によって遠隔自動操作
される。また、各構成機器には遠隔操作用の各種のセン
サ（図示Ｕず）が取付けられている。

次に、本実施例の作用を説明する。

移動ロボット１はケーブル５を介して信号の授受および
電力供給を受け、通常は予め設定された移動経路２上を
移動する。この時、のケーブル牽引車１０は、移動ロボ
ット１に追従して移動する。

これにより、移動ロボット１はケーブル５を引摺ること
なく、移動経路２上を自由に移動することができる。ま
た、移動経路２外を移動する必要かある場合には、ケー
ブル牽引車１０のケーブル引出し、引込みロール１２に
よりケーブル５を引出し、そしてその引出し可能範囲内
において移動ロボット１が自由に移動できるようにする
。

この移動経路２は、点検・作業の目的箇所に応じて分岐
部（図示せず）を設けることにより多方向へ設定すると
よい。例えば階段等を登り、上階に達するコース等も設
定することができる。また、移動ロボット１には、その
目的に応じて各種検出器類、ＩＴＶカメラ、マニピュレ
ータ等が搭載されており、全体としては別室の制御機構
によって制御される。

この移動ロボット１がその動作目的を終えて、次の段階
にうつる場合、例えば点検時に異常を発見して、次にそ
れを補修したい場合には次のように動作する。

先ず移動ロボット１はその点検動作終了後、ロボット格
納部６まで移動して停止する。その後、コネクタ着脱機
１Ｍ１７が、ケーブル５のコネクタ４ａを把持し、コネ
クタ４ｂより外す。そして、次の段階の動作、例えば補
修動作を行なう移動ロボット７のコネクタ４ｂにつなぎ
替える。このとき制御ｌｌ１ｌ構側では、この移動ロボ
ット変更に伴って制御内容の切り替えが行なわれる。例
えば、コネクタ４ａ、４ｂの各ビンに対する信号種類の
変・更などを行ない、新たな移動ロボット７に適応する
ように各制御機器等が設定される。また、コネ・フタ４
ａ、４ｂの着脱は、ＩＴＶカメラ１９によって監視しな
がら行なわれる。そして更に、コネクタ４ａ、４ｂ自体
に接続し易いように相互に噛合するキーとキー溝（共に
図示せず）を設けることによって接続を迅速かつ確実に
行なうようにするとよい。このようなコネクタ着脱動作
の終了後、移動ロボット７はロボット格納部６から移動
を開始しで、その目的とする神経動作位置まで移動し、
マニピュレータ等（図示せず）を用いて補修を行なう。

このように点検・補修等のような異なる動作を２台の移
動ロボット１．７を用いて別個に行なうと、各移動ロボ
ット１．７に機能を分散することができるので、各移動
ｂボット１，７の形状を小形化することができる。これ
により狭隘部にも移動し目的の動作を行なうことができ
る。また、点検時において異常がない場合には前記した
コネクタ４ａ、４ｂの着脱等の動作を行なう必要もなく
、必要なときに必要な機能の移動ロボットを用いればよ
いので、点検・作業装置全体としても合理的である。

また、移動ロボットとしては前記したような点検・補ｖ
ｉ動作を行なうものばかりでなく、点検機能の違い（例
えば、外観検査用、Ｘ線検査用等）、移動機能の遠い（
例えば、階段移動用、平地移動用等）、速度の違い（例
えば、高速移動用、通常速度用等）、作業目的の違い（
例えば、溶接、分解、組立、清浄、重作業、軽作業、運
搬、各種加工作業等）等に応じて、それぞれ異なる移動
ロボットを用意して、装置全体の多機能化を図るとよい
。

次に、点検ユニット１６を用いて点検を行なう場合を説
明する。

第４図（ａ）に点検ユニット１６の取付は前の状態を示
す。移動ロボット８はレール置換機構１４の付近に停止
させられる。ケーブル牽引車１０はレール９ａの手前側
に停止させられる。その侵、レール置換機構１４はレー
ル９ａ、９ｂを、同（ａ）図矢印に示すように上方に移
動させ、レール９ｂをレール９と同一高さにして停止さ
せる。

一方、このレール置換機構１４の付近に設けられたコネ
クタ着脱機構（図示じず）により移動ロボット８に接続
されているケーブル５のコネクタ４ａが外される。その
後、同（ｂ）図に示すにうに、点検ユニット１６の方向
にケーブル牽引車１０を移動させて連結部１５により点
検ユニット１６と連結する。その後、コネクタ着脱機構
がケーブル５のコネクタ４ａを点検ユツト１６のコネク
タ４ｂに接続する。これにより点検ユニット１６はケー
ブル５を介して別室の制御機構と接続され、信号授受お
よび電力供給を受ける。そして、搭載している各種検出
器、ＩＴＶカメラ等（共に図示せず）によって点検機能
を果たす。この連結状態にある点検ユニット１６および
ケーブル牽引車１０は、ケーブル牽引車１０の駆動力に
よりレール９上を自由に移動する。また、狭隘部の点検
を行なうために、特に設けられた点検ルートにレール９
を分岐投首して、移動ロボットの床面移動によっては得
られない点検データを得るようにしてもよい。

なお、レール置換機構１４は、第４図のようなレール９
ａ、９ｂを２本持つものに限られず、３段以上の多段構
成とし、数種の点検ユニットを取付けておくことにより
、目的に応じた点検ユニットを選択する構成としてもよ
い。また、点検だけでなく、作業を行なう機冴類を搭載
したユニットとしてもよい。

また、レール置換機構１４の近くにロボット格納部６お
よび、コネクタ着脱機構１７を設置しない場合には、一
旦ロボット格納部６の位詔ヘロボット８を移動させ、コ
ネクタ着脱機構１７によりケーブル５のコネクタ４ａを
取り外した後、ケーブル牽引車１０のケーブル引出し・
引込みロール１２によりケーブル５の引込みを行ない、
その後再びレール置換機構１４の手前までケーブル牽引
車１０を移動させ、レール９ｂを上に移動させた後、ケ
ーブル牽引車１０の連結部１５による点検ユニット１６
との連結を行ない、その後、再びロボット格納部６まで
移動し、コネクタ＠脱機構１７によってコネクタ４ａを
点検ユニット１６のコネクタ４ｂに接続づるという動作
によって、移動ロボット８から点検ユニット１６へのコ
ネクタ４ａのつなぎ換えを行なうとよい。

また、ロボット格納部６やレール置換機構１４は必要に
応じて複数箇所に設けてもよい。

このように本実施例においては、コネクタ着脱機構によ
りケーブルのコネクタを多種類の移動ロボットにつなぎ
換える構成としているので、次のような効果が得られる
。

１）　ケーブル、ケーブル処理部、制御機構等を最小構
成とした状態で多種類の移動ロボットを駆動することが
できる。これにより、各ロボット毎にケーブル等を設け
た場合と比較して装置全体を筒中化できる。

２）　機能別に移動ロボットを多種類用いる構成である
ため、移動ロボット自体を小形化することができ、また
、複雑な動作目的に対応することができる。

３）　ケーブル牽引車に点検ユニットを連結して点検動
作を行なう構成であるため、狭隘部等の床面移動では到
達できないような場所にも点検ルートを設定することが
できる。

〔発明の効果〕

このように本発明の自動点検・作業装置によれば従来の
、コネクタが着脱できない場合と比較して、ロボットを
小形に保った状態で多機能化を図ることができ、同一の
移動経路を多種類のロボットが移動することができる。

また、ロボットの移動範囲も広く、ケーブルや制御部も
最小構成とすることができる。しかも適切な点検・作業
を行なうことができるので、装置全体として有用性、信
頼性に優れている等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の自動点検・作業装置の一実施例を示し、
第１図は全体構成を示す斜視図、第２図はコネクタ着脱
機構によるコネクタ着脱状態を示す斜視図、第３図（ａ
＞（ｂ）はコネクタの構造を示す要部断面図、第４図（
ａ）（ｂ）はケーブル牽引車と点検ユニットとの連結動
作を示す斜視図である。 １・−・移動ロボット、２・・・移動経路、４ａ、４ｂ
・・・コネクタ、５・・・ケーブル、６・・・ロボット
格納部、７．８・・・移動ロボット、９・・・レール、
１０・・・ケーブル牽引車、１４・・・レール置換機構
、１６・・・点検ユニット、１７・・・コネクタ着脱機
構。 番４ （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、点検・作業箇所に沿った移動経路上を移動する複数
   の移動ロボットと、これらの移動ロボットとコネクタを
   介して接続されて各移動ロボットへの制御信号の授受お
   よび電力供給を行なうケーブルと、このケーブルと前記
   各移動ロボットとのコネクタによる接続を切換えるコネ
   クタ着脱機構と、前記移動経路に沿って架設されたケー
   ブル処理用レールと、このケーブル処理用レール上を前
   記ケーブルを牽引しながら移動するケーブル牽引車と、
   前記ケーブル処理用レールの一部分を他のレールと置換
   するレール置換機構と、このレール置換機構の他のレー
   ル上に予め載置されており前記ケーブル牽引車に連結し
   て移動させられる点検ユニットと、前記移動ロボット、
   コネクタ着脱機構、ケーブル牽引車、レール置換機構お
   よび点検ユニットを関連動作させる制御機構とを有する
   自動点検・作業装置。 ２、コネクタ着脱機構は、コネクタを把持するマニピュ
   レータによって形成されており、移動経路中に設けられ
   たロボット格納部およびレール置換機構の付近に設置さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   自動点検・作業装置。 ３、複数の移動ロボットはそれぞれ異なる機能を果すよ
   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項記載の自動点検・作業装置。 ４、複数の移動ロボットおよび点検ユニットは、それぞ
   れ同一のコネクタによってケーブルと切換接続自在に形
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の自動点検・作業装置。