JPWO2018056274A1 - 海底地盤のコアサンプリング装置及びコアサンプリング方法 - Google Patents
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Abstract
Description
又、従来のコアサンプリング装置では、採取したコアの方位を確認することができない。このためコバルトクラスト層やメタンハイドレート層等の調査対象地盤の分布を知ることができない問題を有している。
又、前記コアチューブは、前記コア通路の内部に設けられコア通路に導入されるコアに印を付けるコアマーカー部と、前記コア通路の内部に傾斜状に突出しており前記コア通路に導入されたコアを折ってコア片とするコアキッカー部と、を備えている。
又、海底地盤のコアサンプリング装置においては、前記コアラックは、前記コアチューブで折られた前記コア片を収納するコアケースを複数保持すると共に、一のコアケースが前記コア片の収納位置に移動するようにコアケースの切り換えが可能となっている。
さらに、前記コアラックは、前記複数のコアケースが円周上の等間隔で取り付けられた回転可能なラック本体を備え、前記ラック本体が回転して前記コアケースの切り換えが行われる。
又、前記サンプリングロボットは、前記掘削時に海底地盤に食い込んで掘削姿勢を保つ踊り防止機構をさらに備えている。
又、インナーチューブを非回転とし、このインナーチューブに採取されるコアに印を付けてコア片とすると共に掘削時のドリルヘッドの向きを検出するため、採取したコア片の方位を確認することができ、調査対象の地盤の分布を確実に知ることができる。
これに対し、インナーチューブ21は上端のフランジ部31が固定ブロック32にねじ止めされており、この固定ブロック32がギアボックス27にねじ止めされているため、インナーチューブ21はアウターチューブ20に対して非回転の状態となっている。従って、海底地盤6の掘削に際しては、アウターチューブ20だけが回転し、インナーチューブ21は回転することがない状態でコアチューブ11が給進する。
一対の給進シリンダ33と平行となって直線方向に延びるようにクランプ用ロッド34が設けられている。図2に示すように、クランプ用ロッド34は第1マニピュレータ7のクランプ爪73にクランプされる。第1マニピュレータ7にクランプされることにより、第1マニピュレータ7の作動によりサンプリングロボット2の全体が海底地盤6に対して移動可能となる。
クランプ用ロッド34の上部及び給進シリンダ33のピストンロッド33aの上部には、アッパープレート35が連結されている。アッパープレート35には連結チューブ10が上下動可能に挿通している。一方、クランプ用ロッド34の下部及び給進シリンダ33のピストンロッド33aの下部には、踊り防止機構15のアンカープレート36が連結されている。アンカープレート36にはコアチューブ11が上下動可能に挿通している。
このような構造では、第1マニピュレータ7がサンプリングロボット2を海底地盤6のサンプリング位置に接地した後、一対の給進シリンダ33が伸長動作すると、連結チューブ10及びコアチューブ11が給進する。これと共に、ドリルヘッド60及びジャイロセンサ14が一体的に給進する。
図1に示すように、第1マニピュレータ7がクランプ用ロッド34をクランプすることによりサンプリングロボット2を保持した状態とし、この状態でメインロボット3を海底地盤6の採取現場付近に移動させる。図3は第1マニピュレータ7がサンプリングロボット2を保持した状態であり、この状態で第1マニピュレータ7の旋回、伸縮動作によってサンプリングロボット2を採取位置に移動させる。図4はサンプリングロボット2が採取位置に達した状態であり、第1マニピュレータ7は海底地盤6に対してサンプリングロボット2を起立状態とする。
コアチューブ11はコア通路22を形成するインナーチューブ21がアウターチューブ20の内部に非回転状態で挿入されており、ドリルヘッド60の駆動によってアウターチューブ20が回転し、この回転状態で給進機構13の駆動によってコアチューブ11の全体が給進することにより海底地盤6を掘削する。この掘削によりコア通路22内にコア18が導入され、コア通路22内でコア18が折られることによりコア片17となる。又、コア片17にはコアマーカー部24によって印19が付けられる。さらにはジャイロセンサ14がドリルヘッド60の向きを検出する。以上の構造は上記実施形態と同様である。符号53は、メインロボット3からドリルヘッド60の油圧モータ12に作動油を供給するための油圧ホースである。
このクランプ状態では、上下の鍔部50aによってクランプ爪73の位置ずれを防止できる。又、クランプ部50bは外径が大きくなっており、強い力でクランプすることができる。さらにクランプ用筒体50がサンプリングロボット2の骨格を形成する支持フレーム54に設けられているため、第1マニピュレータ7の作動によるサンプリングロボット2の海中内の移動、海底地盤6への接地、海底地盤6の掘削姿勢の保持を確実に行うことができる。例えば、海底地盤6に対してサンプリングロボット2を立ち上がり状態とした掘削(図16参照)や海底地盤6の立ち上がり地盤に対して横方向からの掘削(図17参照)、さらには、斜め状態での掘削を安定して行うことができる。
Claims (7)
- 遠隔操作によって海中を移動するメインロボットと、前記メインロボットに取り付けられたマニピュレータに連結されて海底地盤に対して移動可能となっているサンプリングロボットとを備え、
前記サンプリングロボットは、回転及び給進によって前記海底地盤を掘削すると共に前記掘削によって海底地盤のコアを導入すると共に導入したコアを折ってコア片とするコアチューブを備え、
前記メインロボットは、前記コアチューブ内のコア片を収納するコアラックを備えていることを特徴とする海底地盤のコアサンプリング装置。 - 前記コアチューブは、アウターチューブ及びコア通路が形成され前記アウターチューブ内で非回転となっているインナーチューブからなり、前記アウターチューブの回転状態で全体が給進して海底地盤を掘削することにより前記コア通路内に前記コアを導入すると共にコア通路内でコアを折ってコア片とする構造となっており、
前記サンプリングロボットは、前記コアチューブを回転させるドリルヘッドと、前記コアチューブを給進させる給進機構と、前記掘削時における前記ドリルヘッドの向きを検出するジャイロセンサと、を備えていることを特徴とする請求項1記載の海底地盤のコアサンプリング装置。 - 前記コアチューブは、前記コア通路の内部に設けられコア通路に導入されるコアに印を付けるコアマーカー部と、前記コア通路の内部に傾斜状に突出しており前記コア通路に導入されたコアを折ってコア片とするコアキッカー部と、を備えていることを特徴とする請求項2記載の海底地盤のコアサンプリング装置。
- 前記コアラックは、前記コアチューブで折られた前記コア片を収納するコアケースを複数保持すると共に、一のコアケースが前記コア片の収納位置に移動するようにコアケースの切り換えが可能となっていることを特徴とする請求項1記載の海底地盤のコアサンプリング装置。
- 前記コアラックは、前記複数のコアケースが円周上の等間隔で取り付けられた回転可能なラック本体を備え、前記ラック本体が回転して前記コアケースの切り換えが行われることを特徴とする請求項4記載の海底地盤のコアサンプリング装置。
- 前記サンプリングロボットは、前記掘削時に海底地盤に食い込んで掘削姿勢を保つ踊り防止機構をさらに備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の海底地盤のコアサンプリング装置。
- 遠隔操作によって海中を移動するメインロボットにマニピュレータを介してサンプリングロボットを連結し、前記サンプリングロボットを海底地盤に対して移動させた状態で前記サンプリングロボットに設けたコアチューブを回転及び給進させて海底地盤を掘削することにより海底地盤のコアをコアチューブに導入すると共にコアを折ってコア片とした後、前記コア片を前記メインロボットに設けたコアラックに収納することを特徴とする海底地盤のコアサンプリング方法。
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