JPWO2017146156A1 - Geological sample collection method and working device with ground biting function - Google Patents
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Abstract
海底地盤からコアサンプルを採取する装置は、機体10と、機体10の前部の左右および後部の左右に回動可能に設けられた4つのフリッパ30と、機体10に設けられたコアリング機構20を基本構成として備えている。フリッパ30の先端部には鉤形状の係止部材70が回動可能に設けられている。フリッパ30を展開位置にし、係止部材70の先端70aをフリッパ30の先端部外周から突出させた状態で、フリッパ30を下方に回動させることにより、係止部材70の先端70aを海底地盤に食い付かせる。この食い付き制御の後で、コアリング機構20を動作させて、海底からコアサンプルを採取する。 An apparatus for collecting a core sample from the seabed ground includes an airframe 10, four flippers 30 that are pivotably provided on the front left and right and rear left and right of the airframe 10, and a coring mechanism 20 provided on the airframe 10. Is provided as a basic configuration. A hook-shaped locking member 70 is rotatably provided at the tip of the flipper 30. With the flipper 30 in the unfolded position and the tip 70a of the locking member 70 protruding from the outer periphery of the tip of the flipper 30, the tip 70a of the locking member 70 is turned into the seabed ground by rotating the flipper 30 downward. Bite. After this biting control, the coring mechanism 20 is operated to collect a core sample from the seabed.
Description
本発明は、例えば海底での資源調査を目的として地盤からコアリングにより地質サンプルを採取する方法および地質サンプル採取等の作業に適した装置に関する。 The present invention relates to a method for collecting a geological sample from the ground by coring for the purpose of, for example, surveying resources on the seabed, and an apparatus suitable for operations such as collecting a geological sample.
日本近海には、多くの海底鉱物資源が存在することが知られているが、広大な海域に分布しているため、未だにその詳細な状況を把握するには至っていない。
このような背景のもと、海洋鉱物資源の詳細な分布や資源量を調査することが求められている。It is known that there are many submarine mineral resources in the seas near Japan, but since it is distributed in a vast sea area, the detailed situation has not yet been grasped.
Against this background, it is required to investigate the detailed distribution and amount of marine mineral resources.
特許文献1(特開2005−155109号公報)に開示された地質サンプル採取装置は、大型の重い機体と、この機体に設けられたコアリング機構とを備えている。洋上の母船からワイヤで機体を吊り下げ、海底に着座した状態でコアリングを行なう。 A geological sample collection device disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-155109) includes a large heavy machine body and a coring mechanism provided in the machine body. The aircraft is suspended from a mother ship on the ocean with a wire and cored while seated on the seabed.
特許文献2(特開2011−196140号公報)には、陸上での地質サンプル採取装置の詳細な構造が開示されている。この装置は、機体の前部にコアリング機構を備えるとともに、機体の左右に一対のクローラを装備しており、クローラにより目的地まで移動し、目的地でコアリングを行なう。 Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-196140) discloses a detailed structure of a geological sample collection device on land. This device is provided with a coring mechanism at the front of the airframe, and equipped with a pair of crawlers on the left and right sides of the airframe. The crawler moves to the destination and performs coring at the destination.
特許文献3(特開2010−274669号公報)に開示されている海底探査ロボットは、機体にスラスタ等の水中移動体を装備するとともに、前部の左右および後部の左右に合計4つのクローラ式フリッパを備えている。このロボットは比較的軽量であり、母船からの遠隔操作によって目的地まで移動でき、ロボットハンド等で海底の鉱物を採取することができる。 A seabed exploration robot disclosed in Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-274669) is equipped with an underwater moving body such as a thruster on the airframe, and a total of four crawler-type flippers on the front left and right and rear left and right It has. This robot is relatively lightweight, can be moved to the destination by remote control from the mother ship, and can collect minerals on the seabed with a robot hand or the like.
特許文献1の地質サンプル採取装置では、海底地盤内の地質サンプル(コアサンプル)を採取できるが、母船で目的地の上方まで大重量の装置を運び目的地へ降ろす必要があるため、多くの地点を効率良く調査することができない。
In the geological sample collection device of
特許文献2の地質サンプル採取装置は陸上で用いられるが、仮にこの採取装置を海底で用いる場合には、装置の重量が大であれば移動に時間がかかり、軽量であればコアリング時の反力を受け止めることができず強い掘削力で短時間でコアリングを行うことができない。 The geological sample collection device of Patent Document 2 is used on land. However, if this collection device is used on the sea floor, it takes time to move if the weight of the device is large, and if it is light, the reaction at the time of coring will occur. The force cannot be received and coring cannot be performed in a short time with a strong excavation force.
特許文献3の地質サンプル採取装置では、多数の地点で効率良く鉱物を採取できるが、海底上に露出した鉱物を採取するだけで、地盤内部の地質サンプルを採取することができない。仮にこの採取装置にコアリング機構を装備しても、この採取装置は、水中移動体により海中遊泳を可能にするため水中重量が小さく、コアリングの反力を受け止めることができない。水中移動体により機体に地盤に向かう力(コアリングの反力に対抗する力)を付与することも考えられるが、この力は不安定であり、コアリングを安定して行うことができない。 In the geological sample collection device of Patent Document 3, minerals can be collected efficiently at many points, but it is not possible to collect a geological sample inside the ground simply by collecting minerals exposed on the seabed. Even if this sampling device is equipped with a coring mechanism, this sampling device is capable of swimming in the sea by an underwater moving body, so the underwater weight is small, and the reaction force of the coring cannot be received. Although it is conceivable to apply a force toward the ground to the aircraft (a force against the reaction force of the coring) by the underwater moving body, this force is unstable and the coring cannot be performed stably.
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、地質サンプル採取方法において、
機体と、この機体に設けられたコアリング機構と、この機体に設けられた地盤食い付き構造とを備えた地質サンプル採取装置を用意する工程と、
上記地盤食い付き構造を地盤に食い付かせる工程と、
上記地盤食い付き工程の後に、上記コアリング機構で地盤のコアリングを行って地質サンプルを採取するコアリング工程と、
を備えたことを特徴とする。
上記方法によれば、採取装置が地盤食い付き状態でコアリングを行うので、採取装置が比較的軽量であっても、コアリング時の反力を受け止めることができ、強い掘削力で作業性良くコアリングを行うことができる。The present invention was made to solve the above problems, and in the geological sample collection method,
A step of preparing a geological sample collection device including an airframe, a coring mechanism provided in the airframe, and a ground biting structure provided in the airframe;
A process of biting the ground biting structure on the ground;
After the ground biting process, a coring process of collecting a geological sample by coring the ground with the coring mechanism,
It is provided with.
According to the above method, since the coring is performed with the sampling device biting the ground, even if the sampling device is relatively light, the reaction force at the time of coring can be received and workability can be improved with a strong excavation force. Coring can be performed.
好ましくは、上記地盤食い付き構造は、上記機体の前部の左右および後部の左右に回動可能に設けられた4つのフリッパと、上記フリッパの各々の先端部に設けられた係止部材とを備え、これら係止部材は、その先端が上記フリッパの先端部外周から後退した格納位置と、当該先端が上記フリッパの先端部外周から突出した突出位置との間で、移動可能であり、
上記地盤食い付き工程において、上記前側のフリッパを前方へ展開させ、上記後側のフリッパを後方へ展開させ、上記係止部材を上記フリッパの先端部から突出させた状態で、前後のフリッパを下方へ回動させることにより、上記係止部材を地盤に引っ掛ける。
この方法によれば、突没可能な係止部材を用いることにより、係止部材を確実に地盤に引っ掛けることができる。Preferably, the ground biting structure includes four flippers rotatably provided on the left and right of the front part and the left and right of the rear part, and a locking member provided on a tip part of each of the flippers. These locking members are movable between a retracted position whose tip is retracted from the outer periphery of the tip of the flipper and a protruding position where the tip protrudes from the outer periphery of the tip of the flipper.
In the ground biting process, the front flipper is deployed forward, the rear flipper is deployed rearward, and the front and rear flippers are lowered with the locking member protruding from the tip of the flipper. The locking member is hooked on the ground.
According to this method, the locking member can be reliably hooked on the ground by using the locking member that can project and retract.
好ましくは、上記地盤食い付き構造は、上記機体の前部の左右および後部の左右に回動可能に設けられた4つのフリッパと、上記フリッパの各々の先端部に回動可能に設けられた鉤形状の係止部材とを備え、これら係止部材は、その先端が上記フリッパの先端部外周から後退した格納位置から回動させることにより、当該先端を上記フリッパの先端部外周から突出させることが可能であり、
上記地盤食い付き工程において、上記前側のフリッパを前方へ展開させ、上記後側のフリッパを後方へ展開させた状態で、上記係止部材を回動させて地盤に引っ掛ける。
この方法によれば、フリッパの下方への回動量が小さい段階で、すなわち機体のリフト量が小さい段階で、係止部材を地盤に引っ掛けることができる。Preferably, the ground biting structure includes four flippers that are pivotably provided on the left and right of the front part and the left and right of the rear part of the fuselage, and a saddle that is pivotally provided on the tip of each of the flippers. A locking member having a shape, and by rotating the locking member from a retracted position where the tip of the locking member is retracted from the outer periphery of the tip of the flipper, the tip of the locking member can protrude from the outer periphery of the tip of the flipper. Is possible,
In the ground biting step, the locking member is rotated and hooked on the ground in a state where the front flipper is expanded forward and the rear flipper is expanded rearward.
According to this method, the locking member can be hooked on the ground when the amount of downward rotation of the flipper is small, that is, when the lift amount of the airframe is small.
好ましくは、上記地盤食い付き構造は、上記機体の前部の左右および後部の左右に回動可能に設けられた4つのフリッパを備え、上記フリッパの各々の少なくとも先端部外周には係止突起が設けられ、
上記地盤食い付き工程において、上記前側のフリッパを前方へ展開させ、上記後側のフリッパを後方へ展開させた状態で、前後のフリッパを下方へ回動させることにより、係止突起を地盤に引っ掛ける。
この方法によれば、突没可能な係止部材を用いずに比較的簡単な構造で地盤へ食い付くことができる。Preferably, the ground biting structure includes four flippers rotatably provided on the left and right of the front part and the left and right of the rear part, and a locking projection is provided at least on the outer periphery of the tip part of each of the flippers. Provided,
In the ground biting step, with the front flipper deployed forward and the rear flipper deployed rearward, the front and rear flippers are pivoted downward to hook the locking projections onto the ground. .
According to this method, it is possible to bite into the ground with a relatively simple structure without using a locking member that can project and retract.
好ましくは、上記フリッパの係止突起は鉤形状をなし、前側のフリッパの係止突起の先端と後側のフリッパの係止突起の先端は、周方向において互いに逆方向を向き、
上記前側のフリッパを前方へ展開させ、上記後側のフリッパを後方へ展開させた状態では、前後のフリッパの先端部の下側において、上記係止突起の先端が、上記機体の前後方向中心を向く。
この方法によれば、鉤形状の係止突起により、地盤への食い付きの確実性を高めることができる。Preferably, the engaging protrusion of the flipper has a hook shape, and the front end of the engaging protrusion of the front flipper and the front end of the engaging protrusion of the rear flipper are opposite to each other in the circumferential direction,
In a state where the front flipper is deployed forward and the rear flipper is deployed rearward, the front end of the locking projection is below the front-rear center of the airframe below the front end of the front and rear flippers. Turn to.
According to this method, the certainty of biting into the ground can be enhanced by the hook-shaped locking projection.
好ましくは、上記フリッパは、クローラ構造を有し、その無端条体の外周に周方向に間隔をおいて形成された接地ラグが上記係止突起として提供される。
この方法によれば、接地ラグを利用して地盤への食い付きを行うことができる。Preferably, the flipper has a crawler structure, and a grounding lug formed on the outer periphery of the endless strip at intervals in the circumferential direction is provided as the locking protrusion.
According to this method, it is possible to bite the ground using the grounding lug.
好ましくは、上記地盤食い付き構造は、上記機体の前部の左右および後部の左右に回動可能に設けられたクローラを備え、上記クローラの無端条体には周方向に間隔をおいて接地ラグが設けられ、
上記地盤食い付き工程において、前側のクローラと後側のクローラを逆方向に回転駆動することにより、前後のクローラの無端条体の接地ラグを、上記地盤に引っ掛ける。
この方法によれば、クローラの接地ラグを利用して地盤への食い付きを行うことができる。Preferably, the ground biting structure includes crawlers rotatably provided on the left and right of the front part and the left and right of the rear part, and the endless strips of the crawler are circumferentially spaced from the ground lugs. Is provided,
In the ground biting process, the grounding lugs of the endless strips of the front and rear crawlers are hooked on the ground by rotationally driving the front crawler and the rear crawler in opposite directions.
According to this method, it is possible to bite the ground using the grounding lug of the crawler.
さらに好ましくは、上記接地ラグは鉤形状をなし、前側のクローラの接地ラグの先端と後側のクローラの接地ラグの先端は、周方向において互いに逆方向を向き、各クローラの下側では上記接地ラグの先端が上記機体の前後方向中心を向いており、
上記地盤食い付き工程では、各クローラの下側において上記接地ラグが上記機体の前後方向中心に向かって進むように、上記前側のクローラと上記後側のクローラを逆方向に回転駆動する。
これによれば、鉤状をなす接地ラグにより、地盤への引っ掛かりをより一層確実に行うことができる。More preferably, the grounding lug has a bowl shape, and the tip of the grounding lug of the front crawler and the tip of the grounding lug of the rear crawler are opposite to each other in the circumferential direction, and the grounding lug is below each crawler. The tip of the lug faces the center in the longitudinal direction of the aircraft,
In the ground biting process, the crawler on the front side and the crawler on the rear side are rotationally driven in opposite directions so that the grounding lug advances toward the center in the front-rear direction of the machine body below each crawler.
According to this, the grounding lug having a bowl shape can be more reliably caught on the ground.
好ましくは、上記機体は水中移動体を備え、上記地盤食い付き工程において、上記水中移動体を駆動して上記機体に地盤から離す方向の力を付与することにより、地盤食い付き状態を確認した後で、上記コアリング工程を実行する。
この方法によれば、地盤への食い付きを確実にしてからコアリングを実行することができる。Preferably, the airframe includes an underwater moving body, and in the ground biting step, after confirming the ground biting state by driving the underwater moving body and applying a force in a direction away from the ground to the airframe. Then, the coring process is performed.
According to this method, coring can be performed after the biting to the ground is ensured.
本発明の他の態様は、作業装置において、機体と、上記機体に設けられ地盤に食い付く地盤食い付き構造とを備えている。この構成によれば、作業装置を安定して地盤に設置することができる。
好ましくは、さらに、上記機体に設けられ地盤のコアリングを行って地質サンプルを採取するコアリング機構を備え、上記地盤食い付き構造は、上記コアリングの際に、コアリングに伴う反力を受け止める。この構成によれば、装置自体が比較的軽量であっても強い掘削力でコアリングを行うことができ、地盤内部の地質サンプルを作業性良く採取できる。In another aspect of the present invention, the work device includes a machine body and a ground biting structure that is provided in the machine body and bites the ground. According to this configuration, the work device can be stably installed on the ground.
Preferably, the airframe further includes a coring mechanism that collects a geological sample by performing coring of the ground, and the ground biting structure receives a reaction force accompanying the coring during the coring. . According to this configuration, even if the device itself is relatively light, coring can be performed with a strong excavation force, and a geological sample inside the ground can be collected with good workability.
好ましくは、上記地盤食い付き構造が、
a.上記機体の前部の左右および後部の左右に回動可能に設けられた4つのフリッパと、
b.上記フリッパの各々を回動させるフリッパ回動機構と、
c.上記フリッパの各々の先端部に設けられた地盤引っ掛け用の係止部材であって、その先端が上記フリッパの先端部外周から後退した格納位置と、当該先端が上記フリッパの先端部外周から突出した突出位置との間で移動可能な係止部材と、
d.上記係止部材を上記格納位置と上記突出位置との間で移動させるアクチュエータと、
を備えている。 この構成によれば、係止部材を突出させた状態でフリッパを下方に回動させることにより、確実に地盤への食い付きを行うことができる。Preferably, the ground biting structure is
a. Four flippers provided so as to be pivotable on the left and right of the front part and on the left and right of the rear part of the aircraft,
b. A flipper rotating mechanism for rotating each of the flippers;
c. A locking member for hooking the ground provided at the tip of each of the flippers, wherein the tip is retracted from the outer periphery of the tip of the flipper, and the tip protrudes from the outer periphery of the tip of the flipper. A locking member movable between the protruding positions;
d. An actuator for moving the locking member between the retracted position and the protruding position;
It has. According to this configuration, it is possible to reliably bite the ground by rotating the flipper downward with the locking member protruding.
好ましくは、上記係止部材は鉤形状をなし、上記フリッパの先端部に回動可能に設けられ、前側の係止部材の先端と後側の係止部材の先端は、周方向において逆方向を向いており、上記フリッパ回動機構により、上記前側のフリッパを前方へ展開させ上記後側のフリッパを後方へ展開させるとともに、上記アクチュエータにより、上記前側の係止部材を回動して前方へ突出させ、上記後側の係止部材を回動して後方を突出させた状態で、上記前後の係止部材の先端がそれぞれ下方を向く。
この構成によれば、係止部材を鉤形状にすることにより、地盤への食い付きをより良好に行うことができる。Preferably, the locking member has a hook shape and is rotatably provided at a tip portion of the flipper, and a front end of the front locking member and a front end of the rear locking member are opposite in the circumferential direction. The front flipper is expanded forward by the flipper rotation mechanism and the rear flipper is expanded rearward, and the front locking member is rotated forward by the actuator. In the state where the rear locking member is rotated to protrude rearward, the front and rear locking members have their front ends facing downward.
According to this configuration, it is possible to better bite the ground by making the locking member a bowl shape.
好ましくは、上記係止部材は、上記フリッパの先端部に直線的に移動可能に設けられており、上記フリッパ回動機構により、上記前側のフリッパを前方へ展開させ上記後側のフリッパを後方へ展開させるとともに、上記アクチュエータにより、上記係止部材を突出させた状態で、上記係止部材の先端が下方を向く。
さらに好ましくは、上記係止部材は、上記移動方向に直線的に延びるロッド形状をなし、その先端が尖っている。Preferably, the locking member is linearly movable at the tip of the flipper, and the front flipper is developed forward by the flipper rotation mechanism, and the rear flipper is moved backward. The leading end of the locking member faces downward in a state in which the locking member is projected by the actuator.
More preferably, the locking member has a rod shape extending linearly in the moving direction and has a sharp tip.
好ましくは、上記地盤食い付き構造が、
a.上記機体の前部の左右および後部の左右に回動可能に設けられた4つのフリッパと、
b.上記フリッパの各々を回動させるフリッパ回動機構と、
を備え、
上記フリッパの各々の少なくとも先端部外周には鉤形状の係止突起が設けられ、前側のフリッパの係止突起の先端と後側のフリッパの係止突起の先端は、周方向において互いに逆方向を向き、
前側のフリッパを前方へ展開させ、上記後側のフリッパを後方へ展開させた状態では、前後のフリッパの先端部の下側において、上記係止突起の先端が、上記機体の前後方向中心を向く。Preferably, the ground biting structure is
a. Four flippers provided so as to be pivotable on the left and right of the front part and on the left and right of the rear part of the aircraft,
b. A flipper rotating mechanism for rotating each of the flippers;
With
A hook-shaped locking projection is provided on at least the outer periphery of the tip of each of the flippers, and the tip of the locking projection of the front flipper and the tip of the locking projection of the rear flipper are opposite to each other in the circumferential direction. direction,
When the front flipper is deployed forward and the rear flipper is deployed rearward, the front end of the locking projection faces the center in the front-rear direction of the airframe below the front end of the front and rear flippers. .
好ましくは、上記地盤食い付き構造は、上記機体の前部の左右および後部の左右に回動可能に設けられた4つのクローラを備え、上記クローラの無端条体には周方向に間隔をおいて接地ラグが設けられ、これら接地ラグは鉤形状をなし、前側のクローラの接地ラグの先端と後側のクローラの接地ラグの先端は、周方向において互いに逆方向を向き、各クローラの下側では上記接地ラグの先端が上記機体の前後方向中心を向く。 Preferably, the ground biting structure includes four crawlers rotatably provided on the left and right of the front part and the left and right of the rear part, and the endless strips of the crawler are spaced apart in the circumferential direction. Grounding lugs are provided, and these grounding lugs have a bowl shape, and the tip of the grounding lug of the front crawler and the grounding lug of the rear crawler are opposite to each other in the circumferential direction. The tip of the ground lug faces the front-rear direction center of the aircraft.
本発明によれば、作業装置を安定して地盤に設置できる。また、作業装置が地質サンプル採取装置の場合には、装置が比較的軽くてもコアリング時の反力を受け止めることができ、強く掘削力で確実かつ作業性良くコアリングを行うことができる。 According to the present invention, the working device can be stably installed on the ground. Further, when the working device is a geological sample collection device, the reaction force during coring can be received even if the device is relatively light, and coring can be performed with strong excavating force and with good workability.
以下、本発明の第1実施形態をなす、海底地盤の地質サンプルを採取する装置(作業装置)について図1〜図11を参照しながら説明する。理解を容易にするために、図1、図5において前後、左右を明示しておく。
図1、図5、図6に示すように、採取装置は、機体10と、コアリング機構20と、地盤食い付き構造A(図1にのみ符号を示す)とを、主要構成として備えている。地盤食い付き構造Aは、機体10に回動可能に設けられた4つのクローラ式フリッパ30(以下、フリッパという)と、これらフリッパ30のそれぞれに回動可能に設けられた係止部材70を有している。Hereinafter, the apparatus (working apparatus) which collects the geological sample of the seabed ground which makes 1st Embodiment of this invention is demonstrated, referring FIGS. In order to facilitate understanding, front and rear, and left and right are clearly shown in FIGS.
As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the sampling device includes a
上記機体10は、平面矩形をなす基台11と、この基台11の上面に固定された水中移動体12とを有している。
水中移動体12は、ROV(Remotely Operated Vehicle)と称されているものであり、周知構造であるので詳細な説明は省略するが、フレームの前後部に左右一対のプロペラ等からなる水平スラスタを有し、フレームの左右2カ所に垂直スラスタを有している。なお、これら水平スラスタ、垂直スラスタの台数・配置は、ROVに応じて任意に選択可能である。
水中移動体12のフレームの前部にはビデオカメラ(図示しない)が設けられている。ビデオカメラは1台でもよいし、複数台により3次元映像を得ても良い。The
The
A video camera (not shown) is provided at the front of the frame of the underwater moving
上記機体10の基台11には、密閉されたボックス15が固定され、このボックス15には、送受信機(図示しない)、マイクロコンピュータやモータドライバ等を含むコントローラ16、ジャイロセンサ17(傾斜センサ)等が収容されている。なお、ジャイロセンサは、ROVに搭載されているものを利用してもよい。
A sealed
コントローラ16は、母船側の操縦装置からケーブル(図示しない)、送受信機を経て送られてくる通信コマンドを受けて動作し、後述するように上記水中移動体12のスラスタを制御し、フリッパ30を走行制御し、フリッパ30および係止部材70をスイング(回動)させる。なお、ケーブルは、母船から採取装置への電力供給も行う。
ジャイロセンサ17は、機体10の基台11の前後方向の傾斜および左右方向の傾斜を検出する。The
The
上記コアリング機構20は、基台11の前部の中央に固定されている。このコアリング機構20は、周知構造であるので概略的に図示する。簡単に説明すると、コアリング機構20は外側の掘削筒と内側の保持筒の2重筒構造を有している。保持筒は掘削筒に対して軸方向移動不能かつ回転可能に支持されている。掘削筒を下方に移動させるとともに回転駆動させ、この掘削筒の下端に設けた掘削ビットで地盤を掘り下げて、円形の深い環状溝を形成する。この後で、掘削筒と保持筒を引き上げることにより、この環状溝の内側に残された円柱形状のコアサンプル(地質サンプル)を、保持筒内に保持しながら回収することができる。なお、コアリング機構20としては、上記の周知構造の他に、種々改良を加えたものも含む。例えば、コアサンプルが硬い場合には、このコアサンプルを折る機能を付加してもよい。また、掘削筒と保持筒を異なる昇降機構に保持し、掘削筒で掘削した後に保持筒でコアサンプルを引き上げるようにしてもよい。
上記コアリング機構20によるコアリング方向は、上記基台11と直交している。The
The coring direction by the
上記4つのフリッパ30は、基台11の前部の左右および後部の左右に、支持構造体40により、回動軸線Lを中心に回動(スイング)可能に支持されている。
図7〜図9に示すように、上記フリッパ30の各々は、平行をなして互いに連結された一対の細長い側板31、32と、これら側板31、32の基端部(回動軸線L側の端部)間に配置された原動スプロケットホイール33(以下、原動ホイールという)と、側板31,32の先端部間に配置された従動スプロケットホイール34(以下、従動ホイールという)と、これらホイール33、34に架け渡された無端条体35と、側板31,32に設けられて無端条体35を支持する転輪36とを有している。The four
As shown in FIGS. 7 to 9, each of the
図8に示すように、上記原動ホイール33は、回動軸線Lと同軸をなすシャフト37に固定されており、後述するようにこのシャフト37を介してトルクを受ける。このシャフト37は、上記側板31,32の基端部に回転可能に支持されている。上記従動ホイール34は、側板31,32の先端部に固定された中空の軸部材38に回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 8, the
図4、図8に示すように、上記無端条体35は、チェーン35aと、チェーン35aの外周に等間隔をなして固定された剛性の接地ラグ35bとを有している。他の図では無端条体35を簡略化して示す。
As shown in FIGS. 4 and 8, the
次に、上記フリッパ30を回動可能(スイング可能)に支持する支持構造体40について、図8、図9を参照しながら詳述する。この支持構造体40は、基台11の側面に固定されて下方に垂直に延びる支持板41と、この支持板41の下部内面と基台11の下面との間に架け渡されて固定された補強用のブラケット42と、この支持板41の下部外面と平行をなして離間対向する補助板43と、この補助板43を支持板41に固定するピン形状の複数のスペーサ44と、上記補助板43の外面に固定された円筒形状の支持筒45とを有している。この支持筒45は上記回動軸線Lと同軸をなしている。
上記ブラケット42には、歪ゲージ49(荷重センサ)が貼り付けられている。Next, the
A strain gauge 49 (load sensor) is attached to the
図7〜図9に示すように、上記フリッパ30をスイングさせるための駆動機構50(フリッパ回動機構)は、モータ51と、このモータ51の出力軸に固定されたプーリ52と、このプーリ52の下方に位置するプーリ53と、これらプーリ52,53に架け渡されたベルト54と、下側のプーリ53を上述したフリッパ30の内側の側板31に固定するリング形状のスペーサ55とを有している。このプーリ53とスペーサ55は、上記回動軸線Lと同軸をなしている。
As shown in FIGS. 7 to 9, the drive mechanism 50 (flipper rotation mechanism) for swinging the
上記支持構造体40の支持筒45は、ブッシュ46を介して上記プーリ53とスペーサ55を回動可能に支持しており、これにより、フリッパ30全体を、回動軸線Lを中心に回動可能に支持している。
さらに上記支持筒45は、ベアリング47を介してシャフト37を回転可能に支持しており、ひいては原動ホイール33を回転可能に支持している。The
Further, the
上記フリッパ30の原動ホイール33を回転駆動するための駆動機構60は、モータ61と、このモータ61の出力軸に固定されたプーリ62と、このプーリ62の下方に位置するプーリ63と、これらプーリ62,63に架け渡されたベルト64とを有している。下側のプーリ63は上記シャフト37に固定されている。
The
上記フリッパ30の各々の先端部には板形状の係止部材70が回動可能に設けられている。詳述すると、フリッパ30の中空の軸部材38にはモータ71(アクチュエータ)が収容されており、このモータ71の出力軸が外側の側板32を貫通して突出しており、この出力軸に係止部材70の基端部が固定されている。
A plate-shaped locking
上記係止部材70は略直角に折れた鉤形状をなしており、尖った先端70aを有している。前側のフリッパ30に設けられた係止部材70の先端70aと、後側のフリッパ30に設けられた係止部材70の先端部70aの周方向の向きは異なっている。図1〜図4を参照して説明すると、前側の係止部材70の先端70aは反時計回り方向を向き、後側の係止部材70の先端70aは時計回り方向を向いている。
The locking
上記構成をなす採取装置は深海の海底地盤内部の地質サンプルを採取するために用いられる。母船の操縦者は、採取装置のビデオカメラからの映像を見ながら、操縦装置を遠隔操作することにより、水中移動体12のスラスタを駆動させて、採取装置を海中で遊泳させ、海底の目的地の近傍に着地させる。この移動の際には、図1に示すように、クローラ式フリッパ30は格納位置にある。すなわち、前側のフリッパ30は後側に倒され、後側のフリッパ30は前側に倒されている。上記係止部材70も、フリッパ30の無端条体35の外周から突出しない格納位置にある。
The sampling device having the above configuration is used to collect a geological sample in the deep sea bottom. The operator of the mother ship operates the thruster of the
次に、図2に示すようにフリッパ30を展開位置にする。すなわち、前側のフリッパ30を、モータ51の駆動により図1の状態から略180°回して前側に倒し、後側のフリッパ30をモータ51の駆動により図1の状態から略180°回して後側に倒す。
Next, as shown in FIG. 2, the
上記フリッパ30の展開状態で、各フリッパ30のモータ61の駆動により原動ホイール33を回転させ、無端条体35を動かして、目的地まで走行する。上記のようにフリッパ30が展開しているので、安定して目的地まで走行することができる。
なお、各フリッパ30は独立して前進、後退が可能であり、その結果、機体10は前進、後退のみならず、旋回も可能である。In the unfolded state of the
Each
採取装置が目的地に到達した後、母船の操縦装置からの指令信号に応答して、コントローラ16は、図10に示す制御(食い付き制御)を実行する。 ステップ101で、全てのフリッパ30が着地しているか否かを判断する。すなわち、歪ゲージ49の出力から、4つのフリッパ30の支持構造体40の歪み、ひいては支持構造体40に掛かる荷重の情報を読み込み、この荷重が閾値以上であれば対応するフリッパ30が着地していると判断する。
After the sampling device reaches the destination, the
ステップ101で否定判断した場合には、着地していないフリッパ30を下方に回動させて、このフリッパ30を支持する支持構造体40に荷重が掛かるようにする(ステップ102)。
When a negative determination is made in
ステップ101で肯定判断した時(すなわち、基台11が地盤に当たっていないと判断した時)には、図3に示すように、前側のフリッパ30の係止部材70をモータ71の駆動で略180°反時計回りに(前方に)回動させることにより、フリッパ30の先端部から前方に突出させるとともに、後側のフリッパ30の係止部材70をモータ71の駆動で略180°時計回りに(後方に)回動させることにより、フリッパ30の先端部から後方に突出させる(ステップ103)。以下、この係止部材70の位置を、基本突出位置と称する。なお、この回動制御は、モータ71に付設されたロータリエンコーダのカウント情報に基づいて行う。
上述したように、フリッパ30が展開位置にあり、係止部材70が基本突出位置にある時、係止部材70の先端70aは下を向く。When an affirmative determination is made in step 101 (that is, when it is determined that the
As described above, when the
次にステップ104に進み、ここで全てのフリッパ30をモータ51の駆動で現在位置から所定角度ΔΘxだけ下方に回動させる。角度ΔΘxは5〜10°で設定する。このフリッパ30の回動制御は、モータ51に付設のロータリエンコーダのカウント情報に基づいて行う。
Next, the routine proceeds to step 104 where all the
次にステップ105に進み、ここで全ての係止部材70が海底地盤の凸部または凹部に引っ掛かったかどうか(食い付いたかどうか)を判断する。具体的には、下記のいずれか1つまたは複数組み合わせにより食い付きを判断する。
a. フリッパ30用のモータ51の電流値が通常値よりも大きい場合には食い付いたと判断する。
b. ブラケット42に取り付けた歪ゲージ49で荷重を検出しているのに、モータ51のロータリエンコーダがカウントしない場合には食い付いたと判断する。Next, the routine proceeds to step 105, where it is determined whether or not all the locking
a. If the current value of the
b. If the load is detected by the
ステップ105で肯定判断した場合には、ステップ106に進んで水中移動体12の垂直スラスタを駆動させて機体10に上昇力を付与し、この状態で食い付きを再確認する(ステップ107)。具体的には、下記のいずれか1つまたは複数組み合わせにより食い付きを判断する。
a.ジャイロセンサ17の情報に基づいて、機体10に姿勢変動が生じていない場合には、食い付いていると判断する。
b.ビデオカメラの映像情報に基づいて、機体10に姿勢変動が生じていない場合には、食い付いていると判断する。
c.歪ゲージ49の出力が、着地時の装置自重による荷重と逆方向の荷重であることを示しているか、または自重方向の荷重が所定荷重分以上、減少している場合には、食い付いていると判断する。If the determination in
a. Based on the information of the
b. Based on the video information of the video camera, it is determined that the
c. If the output of the
ステップ107で肯定判断した時、すなわち機体10が上昇力を受けているにも拘わらず食い付き状態を維持していると判断した時には、垂直スラスタを停止させ(このステップの図示省略)、コアリング準備完了の信号を出力する(ステップ108)。母船の操縦者は、母船側の操縦装置でこの準備完了信号を受けて、コアリング実行を指令する。
When an affirmative determination is made in
コントローラ16は、コアリング実行指令を受けて、コアリングを実行する。前述したようにコアリングを行う際、機体10は反力を受けるが、この反力を上記フリッパ30の係止部材70の海底地盤への食い付きによるアンカー効果により受け止めることができ、その結果、強い掘削力でコアリングを実行することができ、確実に作業性良くコアサンプルを回収することができる。
コアリング終了後に、係止部材70をゆっくり回動させて格納位置に戻し、フリッパ30をゆっくり回動させて展開位置または格納位置に戻す。The
After the coring is completed, the locking
上記ステップ105またはステップ107で否定判断した場合、すなわちコアリング時の反力を受け止める状態にないと判断した場合には、ステップ109に進む。なお、ステップ107で否定判断した場合には、垂直スラスタを停止させてから(このステップの図示省略)、ステップ109に進む。ステップ109では、フリッパ30の回動調節回数がX回に達したか否かを判断する。ここで否定判断した時には、ステップ104に戻り、さらにフリッパ30を角度ΔΘxだけ下方に回動する。この後、ステップ105〜107を実行し、ステップ107で肯定判断した時にはコアリング準備完了信号を出力し、ステップ105,107のいずれかで否定判断した時には再びステップ109に進む。図4は、フリッパ30を複数回にわたって所定角度ΔΘxずつ下方に回動させた状態を示す。
If a negative determination is made in
ステップ109でフリッパ30の回動調節回数がX回に達したと判断した時、すなわちフリッパ30の回動角度が初期着地位置から角度ΔΘx・Xに達しても食い付きが得られないと判断した時には、ステップ110に進む。これにより、フリッパ30が下方に過度に回動してつま先立ちとなり、機体10が不安定になるのを回避する。
When it is determined in
ステップ110では、係止部材70の回動調節回数がY回に達したか否かを判断する。ここで否定判断した時には、フリッパ30を初期着地姿勢に戻し(ステップ111)、全ての係止部材70を所定角度ΔΘyだけ下方に回動し(ステップ112)、ステップ104に戻る。そして、係止部材70の新しい角度位置で、前述と同様にして上記フリッパ30の下方への回動による海底地盤への食い付きを試みる。なお、ΔΘyは、ΔΘxと同様に5〜10°の角度範囲で設定されている。
In
ステップ110で係止部材70の回動調節回数がY回に達したと判断した時、すなわち、係止部材70の下方への角度位置を段階的に調節して基本突出位置から角度Θy・Yだけ下方へ回動したにも拘わらず食い付きに失敗したと判断した時には、ステップ113に進み、ここで場所替え指示信号を出力する。母船の操縦者は、上記場所替え指示信号を受けて、フリッパ30の走行制御または水中移動体12による海中遊泳により、採取装置を他の場所へ移動させる。なお、ステップ113では、上記場所替え支持信号の出力と同時に、係止部材70を格納位置に戻す。さらにステップ113において、フリッパ30を図2の展開位置にしてフリッパ30の走行制御が可能な状態にしてもよいし、フリッパ30を図1の格納位置に戻して水中移動体12の海中遊泳が可能な状態にしてもよい。
When it is determined in
上記ステップ111において、フリッパ30を初期着地姿勢に戻す前に、係止部材70を上記基本突出位置または格納位置に戻してもよい。これによれば、フリッパ30の回動に伴い係止部材70が不用意に海底地盤に当たるのを確実に回避できる。このように係止部材70を元に戻す場合には、ステップ112において、係止部材70を基本突出位置または格納位置から、(前回試した角度+ΔΘy)の角度まで大きく回動させることになる。
In
コントローラ16は、図11のフローにしたがって食い付き制御を実行してもよい。図10のフローと共通するステップについては同番号を付して詳細な説明を省略する。ステップ101で肯定判断した場合には、係止部材70を格納位置に維持したまま、全てのフリッパ30を角度ΔΘxだけ下方に回動させた後、ステップ120に進み、ここで全ての係止部材70を格納位置から回動してフリッパ30から突出させる。この際、前側の係止部材70は図2において反時計回りに回動させ、後側の係止部材70は時計回りに回動させる。
The
次に、ステップ121に進み、ここで全ての係止部材70が海底地盤に食い付いたか否かを判断する。すなわち、モータ71への供給電流が増大しているにも拘わらずモータ71のロータリエンコーダがカウントしない場合には、係止部材70が海底地盤に食い付いたと判断する。モータ71を所定時間駆動しても供給電流が増大せずロータリエンコーダがカウントし続けている場合には食い付き無しと判断する。
Next, the process proceeds to step 121, where it is determined whether or not all the locking
ステップ121で肯定判断した場合には、図10と同様にステップ106,107,108を実行する。この制御では、係止部材70の回動により、フリッパ30の下方への回動量が比較的小さい段階(機体10のリフト量が小さい段階)で、海底地盤への食い付きを完了させることができる。
ステップ121またはステップ107で否定判断した時には、ステップ109に進み、ここでフリッパ30の回動調節回数がX回に達したか否かを判断する。ここで否定判断した時には、全ての係止部材70を格納位置へと回動し(ステップ122)、ステップ104に戻る。If an affirmative determination is made in
When a negative determination is made at
ステップ109でフリッパ30の回動調節回数がX回に達したと判断した時、すなわち、フリッパ30の下方への角度位置を段階的に調節して初期着地姿勢から角度ΔΘx・Xだけ下方へ回動したにも拘わらず食い付きに失敗したと判断した時には、ステップ113に進み、場所替え指示信号を出力する。
When it is determined in
コントローラ16は、図10の制御パターンにおいてステップ113を実行する代わりに、図11の制御パターンに移行してもよい。この場合、図11のステップ101,102を省いてもよい。
これとは逆に、図11の制御パターンにおいてステップ113を実行する代わりに図10の制御パターンに移行してもよい。この場合、図10のステップ101,102を省いてもよい。The
On the contrary, instead of executing
コントローラ16はコアリング準備完了信号の出力に代えて、コアリング制御とその後のフリッパ30、係止部材70の制御を自動的に継続して実行してもよい。
また、コントローラ16で実行する図10または図11の制御を、母船の操縦者の手動操作で実行してもよい。Instead of outputting the coring preparation completion signal, the
Moreover, you may perform control of FIG. 10 or FIG. 11 performed with the
次に、本発明の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。これら実施形態において先行する実施形態に対応する構成については同番号を付してその詳細な説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In these embodiments, configurations corresponding to the preceding embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図12〜図14に示す第2実施形態では、地盤食い付き構造Aは、4つのフリッパ30と直動式の係止部材75を備えている。この係止部材75は直線的に延びるロッド形状をなし、その先端75aが尖っている。係止部材75はモータ付きのボールねじ機構76(アクチュエータ)により、格納位置と突出位置との間で係止部材75の軸線方向に直線的に移動されるようになっている。これら係止部材75の格納位置と突出位置はリミットスイッチにより検知されるようになっている。なお、ボールねじ機構の代わりに、ソレノイドや油圧シリンダ等の直動式アクチュエータを用いてもよい。
In the second embodiment shown in FIGS. 12 to 14, the ground biting structure A includes four
図12に示すようにフリッパ30を展開位置にして走行することにより、採取装置が目的地に達した後、コントローラ16は、図15に示す制御を実行する。
全てのフリッパ30の着地を確認した後(ステップ101での肯定判断)、図13に示すように全ての係止部材75を格納位置から突出位置へ移動させる(ステップ130)。これにより係止部材75の先端75aは斜め下方を向く。As shown in FIG. 12, the
After confirming the landing of all the flippers 30 (affirmative determination in step 101), as shown in FIG. 13, all the locking
次に、全てのフリッパを角度ΔΘxだけ下方に回動し(ステップ104)、全ての係止部材75が海底地盤に食い付いているか否かを判断する(ステップ131)。このステップ131の判断は図10のステップ105と同様であるので説明を省略する。図14は、フリッパ30を複数回にわたって所定角度ΔΘxずつ下方に回動させた状態を示す。
Next, all the flippers are rotated downward by an angle ΔΘx (step 104), and it is determined whether or not all the locking
ステップ131で肯定判断した場合に実行されるステップ106,107,108は第1実施形態と同じである。
ステップ131,107で否定判断した場合には、第1実施形態と同様にステップ109に進みフリッパ回動調節回数がX回を超えたか否かを判断する。ここで否定判断した場合にはステップ104に戻る。これにより、フリッパ30の下方への回動角度を増大させながら、海底地盤への食い付きを試みる。ステップ109で肯定判断した場合には、ステップ113に進み、場所替え指示信号を出力する。
If a negative determination is made in
第2実施形態では、図16の制御を実行してもよい。この制御では、係止部材75を格納したままフリッパを角度ΔΘx下方に回動し(ステップ104)、その後で係止部材75を格納位置から突出させる(ステップ140)。
In the second embodiment, the control of FIG. 16 may be executed. In this control, the flipper is rotated downward by the angle ΔΘx while the locking
次に、全てのフリッパ30を下方に回動し(ステップ141)、係止部材75の海底地盤への食い付きの有無を判断する(ステップ142)。ここでは、第1実施形態のステップ105と同様の条件を満たす時に肯定判断し、モータ51への電流供給を所定時間続けても上記条件を満たさない場合には、否定判断する。
ステップ142で肯定判断した場合には、ステップ106〜108を実行する。Next, all the
If an affirmative determination is made in
ステップ142,107で否定判断した時には、ステップ109に進み、ここで否定判断した時には、全ての係止部材75を格納位置へ回動し(ステップ143)、ステップ104に戻る。ステップ109で肯定判断した時には、ステップ113に進む。
If a negative determination is made in
第2実施形態において、係止部材75の角度は、フリッパ30の長手方向に対して直交していてもよいし、フリッパ30が展開位置にある時に、下方に向かうにしたがって機体10の前後方向中心に向かうように傾斜していてもよい。
In the second embodiment, the angle of the locking
上記第2実施形態において、ボールねじ機構76により、係止部材75の突出量を段階に増大させ、各段階の突出量で、上記と同様にして地盤への食い付きを試みてもよい。
In the second embodiment, the protruding amount of the locking
図17〜図19は本発明の第3実施形態を示す。この実施形態の採取装置では、地盤食い付き構造は4つのフリッパ30Aにより構成されている。このフリッパ30Aは、単一の細長い板部材からなり、第1、第2実施形態のクローラ式フリッパのような走行機能を備えていない。このフリッパ30Aの先端は円形をなしており、その外周には係止突起39が一体又は別体をなして形成されている。採取装置は、フリッパ30Aをスイングさせる駆動機構50を装備するが、第1、第2実施形態の駆動機構60を装備していない。
17 to 19 show a third embodiment of the present invention. In the sampling device of this embodiment, the ground biting structure is constituted by four
図19に示すように、上記フリッパ30Aの係止突起39は鉤形状をなしている。前後のフリッパ30Aでは、係止突起39の先端39aの周方向の向きは異なっている。詳述すると、前側のフリッパ30Aが展開位置にある時、下側に位置する係止突起39の先端39aは後方(機体10の前後方向中心)を向いている。これに対して、後側のフリッパ30Aが展開位置にある時、下側に位置する係止突起39の先端39aは前方(機体10の前後方向中心)を向いている。
As shown in FIG. 19, the locking
第3実施形態では、フリッパ30Aを格納した状態で水中移動体12により採取装置を目的地まで運び、目的地でフリッパ30Aを展開する。コントローラによりさらに下方に回動させた時、前後のフリッパ30Aの下側の係止突起39の先端39aが下方に向かうとともに機体10の中心に向かうことになり、海底地盤に引っ掛かり易くなる。この食い付き制御でも、第1実施形態と同様に、係止突起39の地盤への引っ掛かりの確認と、水中移動体12の上昇による食い付き再確認の後で、コアリングを実行する。
In the third embodiment, with the
図20は本発明の第4実施形態を示す。この実施形態は、第1、第2実施形態と共通の構造を備えているが、係止部材70、75を備えていない点でこれら実施形態と異なる。この実施形態では、コアリングに先立ち、コントローラの制御でフリッパ30を下方に回動させることにより、フリッパ30の無端条体35の接地ラグ35bを海底地盤に引っ掛けて食い付かせる。そして、接地ラグ35bの地盤への食い付きの確認と、水中移動体12の上昇による食い付き再確認の後で、コアリングを実行する。
第4実施形態では、駆動機構60のモータを駆動させることにより、前後のフリッパ30の無端条体35を逆方向に回転させることにより、接地ラグ35bを地盤に食い付かせてもよい。
なお、第4実施形態のフリッパ30の接地ラグ35bを、第3実施形態の係止突起39と同様に鉤形状にしてもよい。FIG. 20 shows a fourth embodiment of the present invention. This embodiment has the same structure as the first and second embodiments, but differs from these embodiments in that the locking
In the fourth embodiment, by driving the motor of the
Note that the
図21に示す第5実施形態の機体10Aは、フレーム11Aの4箇所に水中移動体12Aを有している。この水中移動体12Aの各々は、水平スラスタと垂直スラスタを備えている。
A
上記機体10Aのフレーム11Aにおいて、前部の左右および後部の左右には、クローラ80が装備されている。各クローラ80は、機体10に回転可能に支持された前後のスプロケットホイール81,82(ホイール)と、これらスプロケットホイール81,82に架け渡された無端条体83と、無端条体83を支持する転輪84とを有している。各クローラ80の前後のスプロケットホイール81,82の一方は図示しないモータにより回転駆動されるようになっている。
In the
無端条体83は、スプロケットホイール81,82に噛み合うチェーン85と、このチェーン85の外周に設けられた剛性の接地ラグ86とを有している。この接地ラグ86は鉤形状をなしている。
接地ラグ86の先端86aの向きは、前後のクローラ80で異なっている。図21において前側のクローラ80では、反時計回り方向を向き、後側のクローラ80では、時計回り方向を向く。前側のクローラ80の下側では、接地ラグ86の先端86aは後方(機体10Aの前後方向の中心)を向き、後側のクローラ80の下側では、接地ラグ86の先端86aが前方(機体10Aの前後方向の中心)を向いている。The endless strip 83 includes a
The direction of the
第5実施形態では、上記4つのクローラ80の駆動により、目的地まで走行することができる。目的地に達したら、コントローラによりコアリングに先立ち海底地盤への食い付き制御を行う。具体的には、図21において前側のクローラ80を反時計回りに回動させ、後側のクローラ80を時計回りに回動させる。これにより、前後のクローラ80の下側に位置する接地ラグ86が機体10Aの中心に向かって移動し、海底地盤の凸部に引っ掛かる。接地ラグ86の引っ掛かりは、クローラ80の駆動モータの電流値及び/又はこのモータに付設のロータリエンコーダのカウント情報により確認することができる。水中移動体12Aにより地盤から離れる方向の力を付与して食い付きを再確認することもできる。
第5実施形態において、クローラ80を機体10Aに対して回動可能にすることにより、フリッパの機能を持たせてもよい。In the fifth embodiment, the four crawlers 80 can be driven to travel to the destination. When the destination is reached, the controller performs biting control on the submarine ground prior to coring. Specifically, in FIG. 21, the
In the fifth embodiment, the function of the flipper may be provided by enabling the
本発明は上記実施形態に制約されず、種々採用可能である。
4つのフリッパ(クローラ)の全てが地盤に食い付いた状態でコアリングを行うのが最も好ましいが、少なくとも1つ、より好ましくは3つ以上のフリッパ(クローラ)が食い付いた状態でコアリングを行なってもよい。
コアリング機構は、基台またはROVの後方に配置してもよいし、左右いずれかに配置してもよい。
基台とROVの接合部の間に陸上の建設機械と同様に回転機構を設けてもよい。この場合、基台とフリッパを動かさずに、ROVおよびこのROVに設けたコアリング機構を旋回させることができる。
本発明の採取装置は、陸上の地質サンプルを採取する場合にも用いることができる。
また、地盤は廃棄物の堆積により構成された山であってもよい。
本発明装置は、コアリングを伴わずに鉱物の塊等の地質サンプルを採取する装置や、地質サンプルを採取する以外の作業を行なう作業装置に適用してもよい。例えばセンサー等を海底に設置する装置に適用することもできる。この装置では、海流が強いところで設置場所を微修正した後、地盤に食い付いてセンサーを安定して設置することができる。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously employed.
It is most preferable to perform coring with all four flippers (crawlers) biting the ground, but with at least one, more preferably three or more flippers (crawlers) biting the coring You may do it.
The coring mechanism may be arranged behind the base or the ROV, or may be arranged on either the left or right side.
A rotating mechanism may be provided between the base and the ROV joint as in the construction machine on land. In this case, the ROV and the coring mechanism provided on the ROV can be turned without moving the base and the flipper.
The collection device of the present invention can also be used when collecting a land geological sample.
Further, the ground may be a mountain composed of waste.
The device of the present invention may be applied to a device for collecting a geological sample such as a lump of mineral without coring, or a working device for performing work other than collecting a geological sample. For example, the present invention can be applied to a device in which a sensor or the like is installed on the seabed. With this device, the sensor can be stably installed by biting into the ground after making fine corrections to the location where the ocean current is strong.
本発明は、地質サンプルを採取する採取装置等に適用することができる。 The present invention can be applied to a collection device for collecting a geological sample.
Claims (17)
上記地盤食い付き構造(A)を地盤に食い付かせる工程と、
上記地盤食い付き工程の後に、上記コアリング機構(20)で地盤のコアリングを行って地質サンプルを採取するコアリング工程と、
を備えたことを特徴とする地質サンプル採取方法。A step of preparing a geological sample collection device including the airframe (10), a coring mechanism (20) provided in the airframe, and a ground biting structure (A) provided in the airframe;
A process of biting the ground biting structure (A) on the ground;
After the ground biting process, a coring process of collecting a geological sample by coring the ground with the coring mechanism (20),
A geological sample collection method comprising:
これら係止部材(70;75)は、その先端(70a;75a)が上記フリッパの先端部外周から後退した格納位置と、当該先端が上記フリッパの先端部外周から突出した突出位置との間で、移動可能であり、
上記地盤食い付き工程において、上記前側のフリッパ(30)を前方へ展開させ、上記後側のフリッパ(30)を後方へ展開させ、上記係止部材(70;75)を上記フリッパの先端部から突出させた状態で、前後のフリッパを下方へ回動させることにより、上記係止部材を地盤に引っ掛けることを特徴とする請求項1に記載の地質サンプル採取方法。The ground biting structure (A) is provided at the front left and right and rear left and right flippers (30) of the airframe (10), and at the front ends of the flippers. A locking member (70; 75),
These locking members (70; 75) have a front end (70a; 75a) between a retracted position where the tip end of the flipper is retracted and a protruding position where the tip protrudes from the outer periphery of the tip end of the flipper. Is movable,
In the ground biting step, the front flipper (30) is deployed forward, the rear flipper (30) is deployed rearward, and the locking member (70; 75) is moved from the tip of the flipper. 2. The geological sample collection method according to claim 1, wherein the locking member is hooked on the ground by rotating the front and rear flippers downward in the protruding state.
これら係止部材(70)は、その先端(70a)が上記フリッパ(30)の先端部外周から後退した格納位置から回動させることにより、当該先端を上記フリッパの先端部外周から突出させることが可能であり、
上記地盤食い付き工程において、上記前側のフリッパ(30)を前方へ展開させ、上記後側のフリッパ(30)を後方へ展開させた状態で、上記係止部材(70)を回動させて地盤に引っ掛けることを特徴とする請求項1に記載の地質サンプル採取方法。The ground biting structure (A) has four flippers (30) rotatably provided at the left and right of the front part and the left and right of the rear part of the airframe (10), and the tip of each of the flippers. A hook-shaped locking member (70) provided in a possible manner,
These locking members (70) have their tips (70a) projecting from the outer periphery of the tip of the flipper by rotating the tip (70a) from the retracted position retracted from the outer periphery of the tip of the flipper (30). Is possible,
In the ground biting process, in the state where the front flipper (30) is deployed forward and the rear flipper (30) is deployed rearward, the locking member (70) is rotated to turn the ground. The geological sample collection method according to claim 1, wherein the geological sample collection method is characterized in that the geological sample is collected.
上記地盤食い付き工程において、上記前側のフリッパ(30;30A)を前方へ展開させ、上記後側のフリッパ(30;30A)を後方へ展開させた状態で、前後のフリッパを下方へ回動させることにより、係止突起(35b;39)を地盤に引っ掛けることを特徴とする請求項1に記載の地質サンプル採取方法。The ground biting structure (A) includes four flippers (30; 30A) rotatably provided on the front left and right and the rear left and right of the airframe (10), and at least the tip of each of the flippers A locking projection (35b; 39) is provided on the outer periphery of the part,
In the ground biting process, the front and rear flippers are rotated downward in a state where the front flipper (30; 30A) is deployed forward and the rear flipper (30; 30A) is deployed rearward. The geological sample collecting method according to claim 1, wherein the locking projection (35 b; 39) is hooked on the ground.
上記前側のフリッパ(30A)を前方へ展開させ、上記後側のフリッパ(30A)を後方へ展開させた状態では、前後のフリッパの先端部の下側において、上記係止突起(39)の先端(39a)が、上記機体(10)の前後方向中心を向くことを特徴とする請求項4に記載の地質サンプル採取方法。The engaging protrusion (39) of the flipper (30A) has a hook shape, and the front end (39a) of the engaging protrusion of the front flipper and the end (39a) of the engaging protrusion of the rear flipper are in the circumferential direction. Facing the opposite direction,
In a state where the front flipper (30A) is deployed forward and the rear flipper (30A) is deployed rearward, the tip of the locking projection (39) is located below the tip of the front and rear flippers. The method for collecting geological samples according to claim 4, wherein (39a) faces the front-rear direction center of the airframe (10).
上記地盤食い付き工程において、前側のクローラ(80)と後側のクローラ(80)を逆方向に回転駆動することにより、前後のクローラの無端条体(83)の接地ラグ(86)を、上記地盤に引っ掛けることを特徴とする請求項1に記載の地質サンプル採取方法。The ground biting structure (A) includes a crawler (80) rotatably provided at the front left and right and the rear left and right of the airframe (10), and the endless strip (83) of the crawler includes Ground lugs (86) are provided at intervals in the circumferential direction,
In the ground biting process, by rotating the front crawler (80) and the rear crawler (80) in opposite directions, the grounding lugs (86) of the endless strips (83) of the front and rear crawlers are 2. The method for collecting geological samples according to claim 1, wherein the sample is hooked on the ground.
上記地盤食い付き工程では、各クローラ(80)の下側において上記接地ラグ(86)が上記機体(10)の前後方向中心に向かって進むように、上記前側のクローラと上記後側のクローラを逆方向に回転駆動することを特徴とする請求項7に記載の地質サンプル採取方法。The grounding lug (86) has a bowl shape, and the tip (86a) of the grounding lug (86) of the front crawler (80) and the tip (86a) of the grounding lug (86) of the rear crawler (80) are: In the circumferential direction, they are opposite to each other, and at the lower side of each crawler, the tip of the grounding lug faces the center in the front-rear direction of the aircraft,
In the ground biting step, the front crawler and the rear crawler are moved so that the grounding lug (86) advances toward the front-rear direction center of the airframe (10) below each crawler (80). The geological sample collection method according to claim 7, wherein the geological sample is rotated in a reverse direction.
上記地盤食い付き工程において、上記水中移動体(12)を駆動して上記機体(10)に地盤から離す方向の力を付与することにより、地盤食い付き状態を確認した後で、上記コアリング工程を実行することを特徴とする請求項1に記載の地質サンプル採取方法。The aircraft includes an underwater vehicle (12),
In the ground biting step, the coring step is performed after the ground biting state is confirmed by driving the underwater moving body (12) and applying a force in a direction away from the ground to the airframe (10). The geological sample collection method according to claim 1, wherein:
上記機体に設けられ、地盤に食い付く地盤食い付き構造(A)と、
を備えた作業装置。Airframe (10),
A ground biting structure (A) that is provided in the aircraft and bites the ground,
Working device equipped with.
上記地盤食い付き構造(A)は、上記コアリングの際に、コアリングに伴う反力を受け止めることを特徴とする請求項10に記載の作業装置。Furthermore, a coring mechanism (20) for collecting a geological sample by performing coring of the ground provided in the airframe (10) is provided,
The working device according to claim 10, wherein the ground biting structure (A) receives a reaction force accompanying the coring during the coring.
a.上記機体の前部の左右および後部の左右に回動可能に設けられた4つのフリッパ(30)と、
b.上記フリッパの各々を回動させるフリッパ回動機構(50)と、
c.上記フリッパの各々の先端部に設けられた地盤引っ掛け用の係止部材(70;75)であって、その先端が上記フリッパの先端部外周から後退した格納位置と、当該先端が上記フリッパの先端部外周から突出した突出位置との間で移動可能な係止部材と、
d.上記係止部材(70:75)を上記格納位置と上記突出位置との間で移動させるアクチュエータ(71;76)と、
を備えたことを特徴とする請求項10に記載の作業装置。The ground biting structure (A)
a. Four flippers (30) rotatably provided on the front left and right and rear left and right of the aircraft,
b. A flipper rotation mechanism (50) for rotating each of the flippers;
c. An engaging member (70; 75) for hooking the ground provided at each tip of the flipper, wherein the tip is retracted from the outer periphery of the tip of the flipper, and the tip is the tip of the flipper. A locking member movable between a protruding position protruding from the outer periphery of the part,
d. An actuator (71; 76) for moving the locking member (70:75) between the retracted position and the protruding position;
The working device according to claim 10, further comprising:
上記フリッパ回動機構(50)により、上記前側のフリッパ(30)を前方へ展開させ上記後側のフリッパ(30)を後方へ展開させるとともに、上記アクチュエータ(71)により、上記前側の係止部材(70)を回動して前方へ突出させ、上記後側の係止部材(70)を回動して後方を突出させた状態で、上記前後の係止部材の先端(70a)がそれぞれ下方を向くことを特徴とする請求項12に記載の作業装置。The locking member (70) has a hook shape and is rotatably provided at the tip of the flipper (30). The front locking member and the rear locking member (70a) Facing the opposite direction in the circumferential direction,
The front flipper (30) is expanded forward by the flipper rotation mechanism (50) and the rear flipper (30) is expanded rearward, and the front locking member is expanded by the actuator (71). (70) is rotated to project forward, and the rear locking member (70) is rotated to protrude rearward so that the front and rear locking members (70a) are respectively downward. The working device according to claim 12, wherein the working device is directed toward the working device.
上記フリッパ回動機構(50)により、上記前側のフリッパ(30)を前方へ展開させ上記後側のフリッパ(30)を後方へ展開させるとともに、上記アクチュエータ(76)により、上記係止部材(75)を突出させた状態で、上記係止部材の先端(75a)が下方を向くことを特徴とする請求項12に記載の作業装置。The locking member (75) is linearly movable at the tip of the flipper (30),
The front flipper (30) is expanded forward by the flipper rotation mechanism (50) and the rear flipper (30) is expanded rearward, and the locking member (75) is expanded by the actuator (76). The working device according to claim 12, wherein a tip (75a) of the locking member faces downward in a state in which the protrusion is protruded.
a.上記機体の前部の左右および後部の左右に回動可能に設けられた4つのフリッパ(30A)と、
b.上記フリッパ(30A)の各々を回動させるフリッパ回動機構(50)と、
を備え、
上記フリッパ(30A)の各々の少なくとも先端部外周には鉤形状の係止突起(39)が設けられ、前側のフリッパの係止突起の先端(39a)と後側のフリッパの係止突起の先端(39a)は、周方向において互いに逆方向を向き、
前側のフリッパ(30A)を前方へ展開させ、上記後側のフリッパ(30A)を後方へ展開させた状態では、前後のフリッパの先端部の下側において、上記係止突起(39)の先端(39a)が、上記機体(10)の前後方向中心を向くことを特徴とする請求項10に記載の作業装置。The ground biting structure (A)
a. Four flippers (30A) rotatably provided on the front left and right and rear left and right of the aircraft,
b. A flipper rotation mechanism (50) for rotating each of the flippers (30A);
With
A hook-shaped locking projection (39) is provided on at least the outer periphery of the tip of each of the flippers (30A), and the tip of the locking projection of the front flipper (39a) and the tip of the locking projection of the rear flipper. (39a) are opposite to each other in the circumferential direction,
In a state where the front flipper (30A) is deployed forward and the rear flipper (30A) is deployed rearward, the tip of the locking projection (39) (below the tip of the front and rear flippers) The working device according to claim 10, characterized in that 39a) faces the longitudinal center of the airframe (10).
上記クローラ(80)の無端条体(83)には周方向に間隔をおいて接地ラグ(86)が設けられ、これら接地ラグは鉤形状をなし、
前側のクローラ(80)の接地ラグ(86)の先端(86a)と後側のクローラ(80)の接地ラグ(86)の先端(86a)は、周方向において互いに逆方向を向き、各クローラの下側では上記接地ラグの先端が上記機体(10)の前後方向中心を向くことを特徴とする請求項10に記載の作業装置。The ground biting structure (A) includes four crawlers (80) rotatably provided on the left and right of the front part and the left and right of the rear part of the aircraft (10),
The endless strip (83) of the crawler (80) is provided with grounding lugs (86) at intervals in the circumferential direction, and these grounding lugs have a hook shape,
The front end (86a) of the grounding lug (86) of the front crawler (80) and the front end (86a) of the grounding lug (86) of the rear crawler (80) are opposite to each other in the circumferential direction. 11. The working device according to claim 10, wherein a tip of the ground lug is directed to a front-rear direction center of the body (10) on the lower side.
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