JPS6237599A - 低温液化ガスタンク用検査ロボツト - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液化した天然ガス、石油ガス、窒素ガス、酸
素ガス等の低温液化ガスを貯留するタンクにおいて、タ
ンク内周壁及びタンク内底壁に対する適当な検査、例え
ば探傷、厚み検査、視覚的検査をタンク外からの操作で
行えるように、タンク内周壁及びタンク内底壁に対する
検査用センサー、タンク内蔵液に対して沈降及び浮上さ
せるためのタンク外から遠隔操作自在な浮力調節装置、
タンク内周壁及びタンク内底壁に沿って移動させるため
のタンク外から遠隔操作自在な推進機を設けた低温液化
ガスタンク用検査ロボットに関する。

〔従来の技術〕

上記検査ロボットは特開昭６０−６９３９号公報で先に
提案したものであり、その検査ロボットにおいては、検
査ロボットの位置を確認する手段として、超音波等の位
置検出用信号の発信器を検査ロボットに設け、タンク外
で位置検出用信号を受信し、受信情報に基いて検査ロボ
ットの位置を算出するように構成していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、断熱構造のタンクを通過した信号は弱（て外乱
が多いため、検査ロボットの位置を精度良くかつ信頼性
高く検出することが困難であり、さらに改良の余地があ
った。

本発明の目的は、検査ロボットの位置確認における精度
と信頼性を向上し、さらに、そのための構成を簡略化す
る点にある。

〔問題を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、推進機によるロボット移動に伴っ
てタンク内周壁及びタンク内底壁に対する転動方向及び
距離を測定するエンコーダ、並びに、そのエンコーダに
よる測定方向及び距離をタンク外の表示部に伝達する手
段を設け、タンク内蔵液に対するロボット沈降及び浮上
のための浮力調節装置を、浮力増大により前記エンコー
ダをタンク内周壁に接当可能なロボット姿勢が得られる
と共に、浮力減少により前記エンコーダをタンク内底壁
に接当可能なロボット姿勢が得られるように配置したこ
とにあり、その作用効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、エンコーダによって検査ロボットの移動方向及
び距離を測定させ、その測定方向及び距離をタンク外の
表示部に伝達させることによって、位置検出用信号を受
信して定量的に処理する従来方式に比して、検査ロボ７
）の位置確認を精度良くかつ信頼性高く行えるようにな
った。

ちなみに、エンコーダとしてタンク内周壁用とタンク内
底壁用を各別に備えさせて、精度及び信頼性の向上を図
ることも考えられるが、エンコーダ情報伝達用手段、表
示部等から成る位置確認構成が複雑で高価になる欠点が
派生する。

しかし、本発明によれば、浮力調節装置の配置改良、つ
まりロボットの重力中心に対する浮力中心の位置設定に
よって、エンコーダをタンク内周壁とタンク内底壁とに
兼用できるように、浮力調節に伴ってロボット姿勢を変
更できるようにしてあるから、位置確認構成を簡略化で
きる。

〔発明の効果〕

その結果、精度及び信頼性に優れたロボット位置確認に
よって、タンク内検査を所定通り確実に行え、しかも、
検査ロボットを極力筒車で安価にでき、全体として、開
放が望ましくない低温液化ガスタンクの内部検査に便利
な検査ロボットが得られるようになった。

Ｃ実施例〕 次に実施例を示す。

第１図及び第２図に示すように、浮力タンク（１）、推
進機（２）、タンク内壁に対して転勤させるエンコーダ
（３）と支持ボール（４）、ガラスカバー（５）で覆わ
れたテレビカメラ（６）、検査用センサー（７）を先端
側に取付けたセンサーアーム（８）、電子機器収納箱（
９）等を本体（１０）に付設して゛、低温液化ガスタン
クの内壁に対する検査ロボット（Ｒ）を形成してある。

浮力タンク（１）を形成するに、第３図に示すように、
断熱体（１ａ）で囲まれた槽（１ｂ）に、液化ガス給排
管（１ｃ）と電磁弁（１ｄ）付ガス抜管（１ｅ）を接続
し、液化ガスを気化させてガスを槽（１ｂ）内に供給す
る電気ヒータ（１ｆ）を液化ガス給徘管（１ｃ）内に設
け、電磁弁（１ｄ）を閉じて電気ヒータ（１ｆ）で加熱
すると、槽（１ｂ）内にガスが留まって浮力が増大し、
検査ロボッｌ−（Ｒ）を低温液化ガスタンクの内蔵液に
浮かせられるように、かつ、電気ヒータ（１ｆ）を停止
して電磁弁（１ｄ）を開くと、槽（１ｂ）内のガスが流
入する液化ガスで押出されて浮力が減少し、検査ロボッ
ト（Ｒ）を低温液化ガスタンクの内蔵液中に沈められる
ように構成してある。

検査ロボット（Ｒ）に対して浮力タンク（１）を配置す
るに、検査ロボソｌ−（Ｒ）を浮かせられる程度に浮力
が増大した時、第４図（イ）に示すように、浮力中心（
ＣＢ）が重力中心（ＣＧ）よりもテレビカメラ（６）側
になり、検査ロボット（Ｒ）がテレビカメラ（６）を上
方にすると共にセンサーアーム（８）を下方にする縦向
き姿勢になるように、かつ、検査ロボノ１−（Ｒ）を沈
められる程度に浮力が減少した時、第４図（ＴＩ）に示
すように、浮力中心（ＣＩＩ）が重力中心（ＣＧ）に対
してエンコーダ（３）や支持ボール（４）とは反対側に
なり、検査ロボット（Ｒ）がエンコーダ（３）や支持ロ
ーラ（４）を下方にする横向き姿勢になるように設定し
てある。

前記推進機（２）を形成するに、第５図に示すように、
正逆転自在なモータ（２ａ）に減速機（２ｂ）で連動さ
せたプロペラ（２Ｃ）をダクト（２ｄ）内に配置し、１
個の推進機（２）を、その推進力でエンコーダ（３）と
支持ローラ（４）をタンク内壁に対して接近離間できる
ように配置し、他の２個の推進機（２）を、その推進力
でエンコーダ（３）と支持ローラ（４）をタンク内壁に
対して転勤できるように配置してある。

前記エンコーダ（３）を形成するに、第６図に示すよう
に、タンク内壁に対して転動するボール（３ａ）に、互
に直交する軸芯周りで各別に回転する一対のローラ（３
ｂ）　、　（３ｃ）を一体回転するように圧接し、ロー
ラ（３ｂ）　、　（３ｃ）夫々に回転角検出用センサー
（３ｄ）を設け、それらセンサー（３ｄ）からの情報に
基いてタンク内壁に対する検査ロボット（Ｒ）のＸ−Ｙ
位置、つまり、タンク内周壁及び内底壁に対する転動方
向及び距離を検出できるように構成してある。

前記テレビカメラ（６）を設けるに、第７図に示すよう
に、正逆転自在なモータ（ｌｌａ）で軸芯（ＰＩ）周り
で回転自在な支持台（１２）に、正逆転自在なモータ（
ｌｌｂ）で軸芯（Ｐ２）周りで揺動自在にテレビカメラ
（６）を取付け、また、テレビカメラ（６）の焦点を調
節するために正逆転自在なモータ（ｌｌｃ）を付設し、
任意の方向及び距離に位置するものを写せるように構成
してある。

前記センサーアーム（８）において第１アーム部分（８
ａ）を本体（１０）にかつ第２アーム部分（８ｂ）を第
１アーム部分（８ａ）に夫々取付けるに、また、センサ
ーアーム（８）に検査用センサー（７）を取付けるに、
第８図に示すように、ダイレクトドライブ式モータ（１
３ａ）　、　（１３ｂ）　、　（１３ｃ）で第１アーム
部分（８ａ）、第２アーム部分（８ｂ）、検査用センサ
ー（７）を軸（１４ａ）　、　（１４ｂ）　、　（１４
ｃ）周りで回転自在に取付け、検査用センサー（７）の
本体（１０）に対する位置や向きを変更できるように構
成してある。

そして、第１アーム部分（８ａ）、第２アーム部分（８
ｂ）、検査用センサー（７）夫々に対してロータリーエ
ンコーダ（１５ａ）　、　（１５ｂ）　、　（１５ｃ）
を付設し、それらロータリーエンコーダ（１５ａ）　、
　（１５ｂ）　、　（１５ｃ）からの情報に基いて検査
用センサー（７）の位置や方向を検出できるように構成
してある。

前記検査用センサー（７）に、第９図（イ）及び（ロ）
に示すように、正逆転自在なモータ（７ａ）で焦点調節
自在な顕微鏡カメラ（７ｂ）、渦電流式探傷器（７ｃ）
、電子機器収納箱（７ｄ）等を設け、正逆転自在なモー
タ（７ｅ）やクランク機構（７ｆ）で揺動自在なリンク
機構（７ｇ）に探傷器（７Ｃ）を取付けて、スキャンさ
せながらの探傷を行えるように構成してある。また、検
査用センサー（７）を軸芯（Ｐ３）周りで回転させる正
逆転自在なモータ（７ｈ）を設けである。

前記本体（１０）及び検査用センサー（７）の電子機器
収納箱（９）　、　（７ｄ）を形成するに、第１０図に
示すように、ケース（１６ａ）のほぼ全体に断熱材（１
６ｂ）を内張すし、開閉弁付ガス抜き管（１６ｃ）とコ
ールドフィンガー（１６ｄ）を接続し、断熱材（１６ｂ
）で囲まれた真空室を形成すると共に、コールドフィン
ガー（１６ｄ）において低温液化ガスによる冷却凝縮作
用で真空室の真空度を十分に維持できるように構成し、
そして、真空室内に電気ヒータ（１６ｅ）を設け、真空
室内の電子機器が低温液化ガスによる冷却で故障するこ
とを、断熱と加熱によって防止できるように構成してあ
る。尚、（１６ｆ）は、熱伝導度の低い材料から成る枠
であり、（１６ｇ）はリード線、（１６ｈ）はコネクタ
ーである。

第１１図に示すように、検査ロボ７）（Ｒ）と移動操作
室の操作盤（１７）をケーブル（１８）によって接続し
、浮力タンク（１）、推進機（２）、テレビカメラ（６
）、検査用センサー（７）等を低温液化ガスタンク（１
９）の外部から遠隔操作自在に構成し、また、テレビカ
メラ（６）、顕微鏡カメラ（７ｂ）に接続したモニター
テレビ、渦電流式探傷器（７ｃ）による検査結果、エン
コーダ（３）により検出したロボット位置、ロータリー
エンコーダ（１５ａ）　。

（１５ｂ）　、　（１５ｃ）により検出した検出用セン
サー（７）の位置や向き等を表示するディスプレイ等を
操作盤（１７）に設けである。

そして、検査ロボソ１−（Ｒ）を収納する１段人搬出装
置（２０）に対してゲーブル（１８）を摺動自在に貫通
させ、搬入搬出装置（２０）を低温液化ガスタンク（１
９）に接続した状態で、検査ロボノｌ−（Ｒ）を低温液
化ガスタンク（１９）に対して出入自在に構成してある
。

次に、上述の検査ロボソｌ−（Ｒ）による低温液化ガス
タンク（１９）の内部検査法を説明する。

第１１図に示すように、浮力タンク（１）の浮力調節で
横向き姿勢にした検査ロボット（Ｒ）を、低温液化ガス
タンク（１９）に接続した搬入搬出装置（２０）内で、
タンク（１９）から流入した低温液化ガスで十分に徐冷
し、低温液化ガスタンク（１９）内に入れる。

タンク内底壁（１９ａ）を検査する場合、タンク上部開
口（１９ｂ）からタンク内蔵液内に光源（２１）を入れ
、推進機（２）の遠隔操作で、エンコーダ（３）及び支
持ローラ（４）をタンク内底壁（１９ａ）に押付けなが
ら、検査ロボソｌ−（Ｒ）を横向き姿勢でタンク内底壁
（１９ａ）沿って移動させ、検査用センサー（７）の位
置や向きを遠隔調節して、顕微鏡カメラ（７ｂ）による
視覚検査や渦電流式探傷器（７ｃ）による検査を行うと
共に、エンコーダ（３）からの情報で検査ロボソｌ−（
Ｒ）の位置を確認する。

タンク内周壁（１９ｃ）を検査する場合、浮力タンク（
１）の遠隔操作で検査ロボノｌ−（Ｒ）を縦向き姿勢に
してタンク内蔵液に浮かせると共に、別の低温液化ガス
タンクとの間で低温液化ガスをやりとりして、タンク内
蔵液を検査レベルに見合ってレベルに調整し、そして、
推進機（２）の遠隔操作で、エンコーダ（３）及び支持
ローラ（４）をタンク内周壁（１９ｃ）に押付けながら
、テレビカメラ（６）を液面上に位置させた縦向き姿勢
で、検査ロボット（Ｒ）をタンク内周壁（１９Ｃ）に沿
って移動させ、テレビカメラ（６）による視覚検査を行
うと共に、検査用センサー（７）の位置や向きを遠隔調
節して、顕微鏡カメラ（７ｂ）による視覚検査や渦電流
式探傷器（７ｃ）による検査を行い、かつ、エンコーダ
（３）により位置確認する。また、タンク上部開口（１
９ｂ）から光源（２２）やテレビカメラ（２３）を挿入
して、検査ロボット（Ｒ）の監視を行う。

〔別実施例〕

次に別実施例を示す。

検査用センサー（７）の具体構成や検査内容は適当に選
択できる。

タンク内蔵液に対して検査ロボッｌ−（Ｒ）を沈降浮上
させると共にロボット姿勢を変更するだめの構成は適宜
変更可能であり、それらを浮力調節′Ａ置（１）と総称
する。また、浮力調節装置（１）の遠隔操作構成も各種
変形が可能である。

推進機（２）の具体構成及び遠隔操作構成は各種変形が
可能であり、要するに、検査ロボット（Ｒ）をタンク内
周壁（１９ｃ）及びタンク内底壁（１９ａ）に沿って移
動できるものであればよい。

エンコーダ（３）の具体構成は適当に変更できる。また
、エンコーダ（３）による測定方向及び距離を表示する
構成も適当に選択でき、それらを表示部（１７）と総称
し、さらに、エンコーダ（３）からの情報を表示部（１
７）に伝達する構成も適宜選択自在であり、それらを手
段（１８）と総称する。

その他において検査ロボット（Ｒ）の具体構成は種々変
更でき、例えば、低温液化ガスタンク（１９）に対して
出入れするにタンク上部開口（１９ｂ）を利用するよう
に検査ロボット（Ｒ）を構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は検査ロボットの
側面図、第２図は第１図の■−■線矢視図、第３図は浮
力タンクの概略図、第４図（イ）、（Ｄ）は浮力調節の
説明図、第５図は推進機の詳細図、第６図はエンコーダ
の一部省略斜視図、第７図はテレビカメラ取付構成の詳
細図、第８図はセンサーアームの連結構成の詳細図、第
９図（Ａ）　、　（Ｄ）は検査用センサーの詳細図、第
１０図は電子機器収納箱の概略断面ｆＨ＋、第１１図は
検査状態の概念図である。 （１）・・・・・・浮力調節装置、（２）・・・・・・
推進機、（３）・・・・・・エンコーダ、（７）・・・
・・・検査用センサー、（１７）・・・・・・表示部、
（１８）・・・・・・手段、（１９ａ）・・・・・・タ
ンク内底壁、（１９ｃ）・・・・・・タンク内周壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タンク内周壁（１９Ｃ）及びタンク内底壁（１９ａ）に
   対する検査用センサー（７）、タンク内蔵液に対して沈
   降及び浮上させるためのタンク外から遠隔操作自在な浮
   力調節装置（１）、タンク内周壁（１９Ｃ）及びタンク
   内底壁（１９ａ）に沿って移動させるためのタンク外か
   ら遠隔操作自在な推進機（２）を設けた低温液化ガスタ
   ンク用検査ロボットであって、タンク内周壁（１９Ｃ）
   及びタンク内底壁（１９ａ）に対する転動方向及び距離
   を測定するエンコーダ（３）、並びに、そのエンコーダ
   （３）による測定方向及び距離をタンク外の表示部（１
   ７）に伝達する手段（１８）を設け、前記浮力調節装置
   （１）を浮力増大により前記エンコーダ（３）をタンク
   内周壁（１９Ｃ）に接当可能なロボット姿勢が得られる
   と共に、浮力減少により前記エンコーダ（３）をタンク
   内底壁（１９ａ）に接当可能なロボット姿勢が得られる
   ように配置してある低温液化ガスタンク用検査ロボット
   。