WO2016075864A1 - 水中用ロボット - Google Patents

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WO2016075864A1
WO2016075864A1 PCT/JP2015/005164 JP2015005164W WO2016075864A1 WO 2016075864 A1 WO2016075864 A1 WO 2016075864A1 JP 2015005164 W JP2015005164 W JP 2015005164W WO 2016075864 A1 WO2016075864 A1 WO 2016075864A1
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WO
WIPO (PCT)
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axis
frame
thruster
main body
group
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/005164
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕 加瀬
昇悟 三上
河野　一則
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Publication of WO2016075864A1 publication Critical patent/WO2016075864A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/48—Means for searching for underwater objects
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00—Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same

Definitions

  • This disclosure relates to an underwater robot that performs work underwater.
  • Patent Document 1 discloses an underwater imaging vehicle that images a predetermined object in water.
  • a TV camera is built in a main body united with a transparent acrylic dome connected to both ends of a cylindrical pressure-resistant shell, a thruster is attached to the main body unit, and the main body unit is unitized.
  • a plurality of pressure-resistant shells are constituted by the connecting member. This configuration can meet various needs for vehicle performance.
  • Patent Document 2 discloses an underwater structure inspection robot.
  • This robot has a robot body composed of a buoyant body and an underwater propulsion unit, a membrane pressure gauge mounted on the front surface of the robot body, a photographing means, a bar pitch measuring means, a position recognition means, and a ground for controlling these components. It consists of a control device. With this configuration, inspection work for underwater structures can be performed on behalf of a specialized diver.
  • This disclosure provides an underwater robot that easily controls the position and posture to an arbitrary state.
  • An underwater robot includes a frame, a first propeller fixed to the frame in the direction of the first axis with respect to the first axis, the second axis, and the third axis orthogonal to each other in the frame, A second thruster fixed to the frame in the direction of the second axis on a first circumference centered on the first axis at a first position in the direction, and a first position different from the first position in the direction of the first axis A third thruster fixed to the frame in the direction of the second axis on a second circumference centered on the first axis at the two positions; and the first axis at the third position in the direction of the first axis.
  • the underwater robot in the present disclosure can provide an underwater robot that can easily control the position and posture to an arbitrary state.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the main configuration of the underwater robot in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the main body of the underwater robot in the first embodiment.
  • FIG. 3A is a front view of FIG.
  • FIG. 3B is a side view of FIG.
  • FIG. 3C is a top view of FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the sealed container in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an operation when the underwater robot in the first embodiment performs a wall surface inspection.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the underwater robot in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an autonomous control operation of the underwater robot in the first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the main configuration of the underwater robot in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the main body of the underwater robot in the first embodiment.
  • FIG. 3A is a front view of FIG.
  • FIG. 3B is
  • FIG. 8A is a first diagram illustrating a method of using the underwater robot in the first embodiment.
  • FIG. 8B is a second diagram illustrating the method of using the underwater robot in the first embodiment.
  • FIG. 8C is a third diagram illustrating the method of using the underwater robot in the first embodiment.
  • FIG. 8D is a fourth diagram illustrating the method of using the underwater robot in the first embodiment.
  • FIG. 8E is a fifth diagram illustrating the method of using the underwater robot in the first embodiment.
  • Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 8E.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the main configuration of the underwater robot in the first embodiment.
  • the underwater robot 200 includes a main body 1, a cable 2, and a controller.
  • the main body 1 and the controller 3 are electrically and mechanically connected via a cable 2.
  • the main body 1 includes an airtight container 10, a frame 20, a battery group 60, a sensor group 70, a thruster group 90, a bumper 80, and an illumination 100.
  • the battery group 60 is an example of a power source
  • the thruster group 90 is an example of a propulsion device.
  • Cable 2 is composed of signal lines and mooring lines.
  • the signal line performs communication between the main body 1 and the controller 3 by an electric signal or an optical signal.
  • the mooring line moores the main body 1 and the controller 3.
  • the mooring line is made of either metal or resin material, but is not limited to this. It is preferable that the signal line and the mooring line are integrally formed.
  • the mooring wire is hollow, the signal wire may be passed through the hollow, the signal wire and the mooring wire may be twisted to form a stranded wire, the mooring wire around the signal wire, and the reinforcement that protects the surroundings.
  • a cabtire cable made of a material may be used. With this configuration, the risk of tangling a plurality of wires in water is reduced, and the cable 2 can be easily routed.
  • the signal line also serves as the mooring line, and a separate mooring line may not be provided.
  • a winder for winding the cable 2 may be provided between the main body 1 and the controller 3.
  • the cable 2 may be configured by a signal line and a mooring line between the main body 1 and the winder, and may be configured only by a communication line between the winder and the controller 3.
  • the winder winds and stores the cable 2 on its winding core, and uses a winch, a reel, a line winding or the like.
  • the controller 3 includes a monitor that displays information transmitted from the main body 1 and an input unit for operating the main body 1.
  • a notebook computer equipped with a keyboard, a mouse and a monitor is used as the controller 3.
  • the controller 3 may include, as an input unit, a radio-controlled proportional transmitter that remotely controls a model car or the like.
  • the information transmitted from the main body 1 to the controller 3 includes an image captured by the main body 1, values obtained from the sensor group 70, state values of the thruster group 90, and the like.
  • the controller 3 may include a recording device.
  • the recording device may record information transmitted from the main body 1.
  • the controller 3 may include an image sharpening processing unit, perform image processing for sharpening the image data transmitted from the main body 1 and display it on a monitor, and further record the image on a recording device.
  • the main body 1 may be provided with a mechanism for automatically ascending to the water surface using the thruster group 90.
  • the main body 1 is configured to include a cylinder filled with compressed gas, a balloon connected to the cylinder, and a switch that opens the cylinder, and the controller 3 controls the switch so that the gas released by the switch is contained in the balloon.
  • the buoyancy is generated by accumulating in the water and automatically ascends to the water surface.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a main body 1 of the underwater robot in the first embodiment.
  • 3A is a front view of FIG. 2
  • FIG. 3B is a side view of FIG. 2
  • FIG. 3C is a top view of FIG.
  • lead wires are omitted for ease of viewing.
  • 3A, 3B, and 3C omit the sensor group 70, the bumper 80, and the like in FIG. 2 for easy understanding.
  • the vertical direction, the front-rear direction, and the left-right direction are defined. That is, the water surface side when the main body 1 navigates underwater is the upward direction, and the water bottom side is the downward direction.
  • a virtual axis passing through the center of the sealed container 10 and extending in the vertical direction is defined as a vertical axis (an example of the first axis).
  • a direction in which the camera 110 described later captures an image is a forward direction. That is, the direction toward the subject on the optical axis of the camera 110 is the forward direction, and the opposite direction is the backward direction.
  • a virtual axis that coincides with the optical axis of the camera 110 and extends in the front-rear direction is defined as a front-rear axis (an example of a second axis).
  • a front-rear axis an example of a second axis.
  • the right side when the plane orthogonal to the vertical axis is viewed from above is the right direction, and the left side is the left direction.
  • a virtual axis that passes through a point where the vertical axis and the front-rear axis intersect and extends in the left-right direction is defined as a left-right axis (an example of a third axis).
  • the direction of rotation about the front-rear axis is called the roll direction
  • the direction of rotation about the left-right axis is called the pitch direction
  • the direction of rotation about the vertical axis is called the yaw direction.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of the sealed container 10 according to the first embodiment.
  • the sealed container 10 has a watertight structure in which water does not enter the inside of the water by providing lids 12 at both ends of the transparent cylindrical container 11 to seal the contents.
  • the lid 12 is, for example, stainless steel suitable for heat dissipation.
  • the cylindrical container 11 has a shape in which the length of the cylinder is longer than the diameter of the circle, and is arranged in the main body 1 so that the length direction of the cylinder is parallel to the direction of gravity action. That is, when the main body 1 navigates underwater, the lids 12 at both ends of the cylindrical container 11 are arranged up and down so that one side is the water surface side and the other is the water bottom side.
  • At least one of the lids 12 is provided with a through hole 13 that communicates the inside and the outside of the sealed container 10.
  • a through hole 13 is provided in the water bottom side lid 12.
  • the through-hole 13 passes the communication line of the cable 2 through the inside of the sealed container 10 and is sealed with a filler to be waterproof.
  • the mooring line of the cable 2 is connected to the frame 20 or the like passing through the upper part or the lower part of the sealed container 10 with a hook or the like, and only the communication line of the cable 2 is guided to the inside of the sealed container 10.
  • a connector for electrically or optically connecting the inside and the outside of the sealed container 10 to the lid 12 is provided, and the inside of the sealed container 10 and the communication line of the cable 2 are connected. You may comprise so that it may connect.
  • Lead wires connected to the battery group 60, the sensor group 70, and the thruster group 90 are also guided to the inside of the sealed container 10 through the through hole 13 or the connector.
  • the lead wire and the communication line of the cable 2 are shown as a single line for convenience.
  • the lid 12 is provided with a frame attachment portion (not shown), and the hermetic container 10 and the frame 20 are integrally coupled via the frame attachment portion.
  • the sealed container 10 and the frame 20 are integrally coupled by sandwiching a part of the frame 20 between the cylindrical container 11 and the lid 12.
  • the sealed container 10 includes at least a camera 110, a microcomputer (microcontroller) 111, a heat radiating unit 112, a desiccant 113, and an anti-fogging agent 114 therein.
  • the camera 110 can shoot movies or still images.
  • the entire cylindrical container 11 may be transparent, or only a part of the cylindrical container 11 including the region of the imaging field of view of the camera 110 may be transparent.
  • the microcomputer 111 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, and an input / output interface. A software program for controlling the main body 1 is stored on the memory and executed by the CPU.
  • the microcomputer 111 converts an image captured by the camera 110 into image data, and transmits the image data to the controller 3 from the input / output interface via the communication line of the cable 2.
  • the image data may be a moving image or a still image.
  • the microcomputer 111 may perform image processing for sharpening the image on the image data.
  • image processing when the water is cloudy or when there are floating substances in the water, it is possible to perform a process for reducing the influence of the cloudiness or a process for removing the floating substances from the image. Therefore, a clearer image can be provided to the operator, and defects such as cracks on the wall surface of the levee wall can be easily understood.
  • the microcomputer 111 is connected to a lead wire connected to the sensor group 70 via an input / output interface.
  • the microcomputer 111 acquires data from the sensor group 70 and uses it for controlling the main body 1.
  • the microcomputer 111 is connected to a lead wire connected to the thruster group 90 via an input / output interface.
  • the microcomputer 111 controls the position and orientation of the main body 1 by sending a control signal to the thruster group 90.
  • the microcomputer 111 is connected to a lead wire connected to the battery group 60 via an input / output interface.
  • the microcomputer 111 supplies power from the battery group 60 to the camera 110, the thruster group 90, and the microcomputer 111 itself.
  • the heat dissipation part 112 is disposed in contact with both the microcomputer 111 and the lid 12.
  • the heat radiating unit 112 radiates the heat generated by the microcomputer 111 to the outside of the sealed container 10 through the lid 12.
  • the desiccant 113 absorbs moisture and moisture inside the sealed container 10.
  • the desiccant 113 may be anything as long as it is a highly hygroscopic substance that removes moisture such as silica gel.
  • the anti-fogging agent 114 is applied to at least the photographing field of view of the camera 110 on the inner surface of the cylindrical container 11 to suppress the occurrence of fogging and condensation.
  • the camera 110 has a good field of view with little fogging.
  • the frame 20 is configured to be able to support the sealed container 10, the battery group 60, the thruster group 90, the bumper 80, and the illumination 100.
  • the frame 20 is configured so as not to fall within the shooting field of view of the camera 110.
  • the battery group 60 is provided at the lower end of the main body 1 below the frame 20.
  • the position of the center of gravity of the main body 1 can be set to a low position, and the posture of the main body 1 in water is easily stabilized.
  • a tilt mechanism capable of tilting the battery group 60 with respect to the frame 20 is provided at a connection portion between the frame 20 and the battery group 60. By providing the tilt mechanism, it is easy to take out the batteries or rechargeable batteries in the battery group 60.
  • the frame 20 includes an attachment shaft for attaching each thruster of the thruster group 90.
  • the mounting shaft adjusts the position and orientation with respect to the frame 20.
  • the mounting shaft is fixed to the frame 20 with screws or the like after adjusting the position and orientation with respect to the frame 20. Adjusting the position and orientation of the thruster group 90 with respect to the frame 20 by the mounting shaft helps to improve the controllability of the main body 1.
  • fixing each thruster of the thruster group 90 to the frame 20 via the mounting shaft may be described as simply fixing each thruster of the thruster group 90 to the frame 20.
  • the frame 20 includes a bumper mounting portion for mounting the bumper 80.
  • the bumper 80 is fixed to the frame 20 with screws or the like.
  • the bumper mounting portion may be configured such that the mounting position of the bumper 80 with respect to the frame 20 can be adjusted in the vertical direction. Thereby, fine adjustment of the position of the center of gravity of the main body 1 is possible by fine adjustment of the mounting position of the bumper 80, which helps to improve the stability and controllability of the main body 1.
  • the mechanism for adjusting the position of the center of gravity of the main body 1 is not limited to this, and a balancer such as a weight may be provided in the sealed container 10 so that the balancer can be moved up and down to adjust the position of the center of gravity of the main body 1. Further, a configuration in which the balancer is attached to the bumper 80 or the frame 20 so as to be vertically movable or a configuration in which a buoyancy material can be attached may be employed.
  • the frame 20 includes a hook that anchors the cable 2 to at least one of the upper end and the lower end of the frame 20.
  • the cable 2 is moored on the hook at the upper end of the frame 20.
  • the cable 2 is positioned above the main body 1, and it is difficult for the cable 2 to be entangled with the main body 1 when the main body 1 is moved.
  • the specific gravity of the cable 2 is heavier than the specific gravity of the water in which the main body 1 is immersed, and the cable 2 sinks, the cable 2 is moored on the hook at the lower end of the frame 20.
  • the cable 2 is positioned below the main body 1, and it is difficult for the cable 2 to be entangled with the main body 1 when the main body 1 is moved.
  • a part of the frame 20 may be made of a buoyancy material. By comprising a buoyancy material, the freedom degree of adjustment of the buoyancy of the main body 1 is improved.
  • the thruster group 90 includes an upper and lower thruster group 30, a front and rear thruster group 40, and a left and right thruster group 50.
  • the upper and lower thruster group 30 includes thrusters 31 to 34.
  • the front and rear thruster group 40 includes thrusters 41 to 44.
  • the left and right thruster group 50 includes thrusters 51 to 54.
  • the thrusters 31 to 34, 41 to 44, and 51 to 54 of the thruster group 90 each include at least one screw and a motor that rotates the screw.
  • the motor is connected to the microcomputer 111 via a lead wire.
  • the thrusters 31 to 34, 41 to 44, and 51 to 54 generate thrust by rotating the screw in accordance with an instruction from the microcomputer 111.
  • the upper and lower thruster group 30, the front and rear thruster group 40, and the left and right thruster group 50 are arranged so as to be capable of translation in each axial direction of the main body 1 and rotation around each axis in three axial directions orthogonal to each other including the direction of gravity.
  • the direction of the thruster refers to the direction parallel to the rotation axis of the screw included in the thruster, that is, the direction of the thrust generated by the thruster.
  • the direction of the thrusters 31 to 34 is fixed to the upper end of the frame 20 in the vertical axis direction. That is, the thrusters 31 to 34 are arranged in the vertical direction so that the rotation axes of the screws are parallel to each other. Further, the thrusters 31 to 34 are arranged at the positions of the vertices of a rectangle centering on the central axis of the cylindrical container 11 of the sealed container 10 or an extension line of the central axis on the same plane orthogonal to the rotation axis of each screw. To do. At this time, the two adjacent sides of the rectangle are arranged at positions that are parallel to the left-right direction and the front-rear direction, respectively.
  • the main body 1 can be moved in the vertical direction or tilted with respect to the vertical axis, that is, rotated in the roll direction and the pitch direction. It becomes possible.
  • the direction of the thrusters 41 to 44 is fixed to the frame 20 in the direction of the longitudinal axis. That is, the thrusters 41 to 44 are arranged in the front-rear direction so that the rotation axes of the screws are parallel to each other. Further, the thrusters 41 to 44 are arranged at the positions of the vertices of a rectangle centering on the optical axis of the camera 110 or an extension line of the optical axis on the same plane orthogonal to the rotation axis of each screw. At this time, the two adjacent sides of the rectangle are arranged at positions where they are parallel to the horizontal direction and the vertical direction, respectively.
  • the thruster 41 and the thruster 42 are arranged at a position around the upper axis (an example of a first position) in the vertical axis direction (an example of a first position).
  • An example of the circumference is fixed to the frame 20 with the direction of the front-rear axis directed.
  • the thruster 43 and the thruster 44 are centered around the vertical axis at a position near the lower end of the sealed container 10 in the vertical axis direction (an example of a second position different from the first position). Is fixed to the frame 20 in the direction of the front-rear axis on the circumference (an example of the second circumference).
  • the main body 1 can be moved in the front-rear direction or tilted with respect to the front-rear axis, that is, rotated in the pitch direction and the yaw direction. It becomes possible.
  • the direction of the thrusters 51 to 54 is fixed to the frame 20 in the direction of the left / right axis. That is, the thrusters 51 to 54 are arranged in the left-right direction so that the rotation axes of the screws are parallel to each other.
  • the thrusters 51 to 54 are centered on the left and right axes that are perpendicular to the optical axis of the camera 110 on the same plane perpendicular to the rotation axis of each screw and also perpendicular to the vertical axis that is the central axis of the cylindrical container 11. Place it at the position where it becomes each vertex of the rectangle. At this time, the two adjacent sides of the rectangle are arranged at positions that are parallel to the front-rear direction and the up-down direction, respectively.
  • the thruster 51 and the thruster 52 are arranged at a position around the upper axis (an example of the third position) in the vertical axis direction (an example of the third position) (a third circle) around the vertical axis.
  • An example of the circumference is fixed to the frame 20 with the direction of the left and right axis directed.
  • the thruster 53 and the thruster 54 are centered on the vertical axis at a position near the lower end of the sealed container 10 in the vertical axis direction (an example of a fourth position different from the third position).
  • the first position where the thrusters 41 and 42 are arranged is slightly different from the third position where the thrusters 51 and 52 are arranged.
  • the second position where the thruster 43 and the thruster 44 are arranged is slightly different from the fourth position where the thruster 53 and the thruster 54 are arranged.
  • the radius of the fourth circumference is substantially the same.
  • the main body 1 can be moved in the left-right direction or tilted with respect to the left-right axis, that is, rotated in the yaw direction and the roll direction. It becomes possible.
  • the position and direction of the thruster group 90 is a standard arrangement, and the position and direction are adjusted in consideration of the position of the center of gravity of the main body 1 and the behavior due to water resistance during underwater propulsion. It is not position or direction.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an operation when the underwater robot 200 in the first embodiment performs a wall surface inspection.
  • the underwater wall surface on the upstream side of the dam dam body 500 is photographed by the camera 110 while the body 1 of the underwater robot moves from top to bottom.
  • the main body 1 of the underwater robot moves sequentially from a position 510 to a position 520 and a position 530.
  • the posture of the main body 1 is such that the optical axis of the camera 110 faces the dam body 500.
  • the main body 1 is dropped into the water at a position 510, and the operator rotates the main body 1 in the yaw direction using at least one of the front and rear thruster groups 40 and the left and right thruster groups 50. Make it face the wall.
  • the operator determines that the distance 511 between the wall surface of the dam dam body 500 and the main body 1 is too far for inspection photography.
  • the operator moves the main body 1 forward using the front and rear thruster group 40 and approaches a distance 521 suitable for inspection imaging. Further, the operator uses the upper and lower thruster groups 30 to dive to the photographing start water depth, that is, the position 520.
  • the operator controls the distance using the front / rear thruster group 40 and submerses using the upper / lower thruster group 30 so that the distance 521 between the wall surface of the dam dam body 500 and the main body 1 does not change, and uses the camera 110. Photograph the wall surface of the dam body 500.
  • the driver When the wall surface of the dam dam body 500 reaches the vicinity of the point where the wall surface changes obliquely from the vertical, the driver generates thrust in the reverse direction of the thrusters 43 and the thrusters 44. Thereby, the main body 1 changes to the posture along the wall surface of the dam dam body 500 that is inclined.
  • the thruster 41 and the thruster 42 are thrust in the forward direction
  • the thruster 31 and the thruster 32 are in the submerged direction
  • the thruster 33 and the thruster 34 are thrust in the flying direction. Even if it is generated, the main body 1 changes to a posture along the inclined wall surface of the dam dam body 500.
  • the camera 110 While maintaining the same relative position / posture with the wall surface of the dam dam body 500 as at the position 520, the camera 110 photographs the wall surface of the dam dam body 500 while diving, and reaches the position 530 at the depth of the photographing end.
  • the distance 521 and the distance 531 are the same distance.
  • the upper and lower thruster group 30, the front and rear thruster group 40, and the left and right thruster group 50 may be operated with the same thrust, depending on the position of the center of gravity of the main body 1, the resistance of water, individual differences between the thruster and the propeller, and the like. Each of them may operate with different thrusts.
  • the upper and lower thruster groups 30, the front and rear thruster groups 40, and the left and right thruster groups 50 are provided in directions orthogonal to each other, and the thrusters 31 to 34, 41 to 44, and 51 to 54 are individually controlled. It is possible to change to an arbitrary posture and maintain the posture, and by keeping the relative position and posture relative to the wall surface of the dam dam body 500, a good image without distortion can be taken and obtained. Good results can be obtained when image processing is performed on the obtained image data.
  • the upper and lower thruster group 30, the front and rear thruster group 40, and the left and right thruster group 50 are each configured to have four thrusters.
  • the number of thrusters is not limited to this as long as the configuration can be changed and maintained in an arbitrary posture and position. Not exclusively.
  • the battery group 60 includes battery tubes 61-65.
  • Each of the battery tubes 61 to 65 includes a plurality of rechargeable batteries therein.
  • the battery group 60 is provided with at least two types, that is, a system battery pipe used by the contents of the sealed container 10 and a power battery pipe used by the thruster group 90.
  • the battery tube 61 is a system battery tube
  • the battery tubes 62 to 65 are power battery tubes.
  • an illumination battery tube used by the illumination 100 may be provided.
  • the battery for the system By providing a battery tube for each application, even if an overcurrent occurs due to a failure of the thruster group 90, etc., and the battery tube for power cannot be used due to the protection circuit provided in the microcomputer 111 or a plurality of rechargeable batteries, the battery for the system
  • the power supply for control can be secured by the tube, and the system of the main body 1 can be controlled continuously.
  • a battery tube for the system may be provided inside the sealed container 10.
  • the battery group 60 is detachably connected to the sealed container 10 and the lighting 100 with a waterproof connector.
  • the battery group 60 is coupled to the lower end of the frame 20 with a cable tie or a screw. Further, the battery group 60 is provided with a tilt mechanism that can tilt the battery tube relative to the main body 1. By providing the battery group 60 with a tilt mechanism, the rechargeable battery can be slid out according to the inclination, and the rechargeable battery can be easily taken in and out.
  • a holder for storing a plurality of rechargeable batteries at a time may be provided, and the holder may be attached to the battery tube. The replacement of the rechargeable battery is facilitated by providing the holder.
  • the bumper 80 is configured to house the sealed container 10, the frame 20, the battery group 60, and the thruster group 90 inside. With this configuration, even if the main body 1 collides with a wall surface or the like, the configuration inside the bumper 80 can be protected so as not to be damaged. In order to further strengthen the protection, a net may be put on the outside of the bumper 80.
  • the bumper 80 is equipped with a sensor group 70.
  • the sensor group 70 is fixed to the bumper 80 with screws or the like.
  • the bumper 80 may further have a plurality of buoyancy materials attached thereto. The buoyancy may be adjusted by the number of buoyancy materials to be attached.
  • the bumper 80 may be formed of a watertight hollow pipe so that the upper volume is relatively larger than the lower volume. That is, the bumper 80 is composed of a first hollow pipe having a first volume of a watertight structure, and is higher than the first bumper disposed above the thruster group 90 and the sealed container 10 and the first volume of the watertight structure.
  • the second hollow pipe has a small second volume, and includes a thruster group 90 and a second bumper disposed below the sealed container 10.
  • This configuration makes the buoyancy of the upper part of the bumper 80 larger than the buoyancy of the lower part, so that the upright posture of the main body 1 in water is stabilized.
  • the bumper 80 is preferably configured in a point-symmetrical or substantially point-shaped shape with the center of the main body 1 as the axis of symmetry when the main body 1 is viewed from the top. With this configuration, the resistance of water when moving back and forth and right and left can be made uniform in any direction.
  • the main body 1 includes at least one illumination with illuminance that can be captured by the camera 110.
  • the position and orientation of the multiple illuminations should be installed so that the illuminance in the range used for image processing is uniform so that image processing is not affected due to the overlap of multiple illuminations. Adjust. Similarly, even in the case where there is one illumination, it is preferable to use illumination in which the illuminance in the range used for image processing is uniform.
  • the illumination 100 is directly connected to the battery group 60, and thus the illumination 100 is provided with a direct on / off switch. Further, the illumination 100 may be connected to the microcomputer 111 via a lead wire. The illumination 100 can be controlled from the controller 3 by connecting the illumination 100 to the microcomputer 111. Further, the illumination 100 may be configured to be provided on the bumper 80.
  • the sensor group 70 includes sonar that is at least two distance measuring sensors that detect the distance to the object.
  • the distance measuring sensor is provided in front of the main body 1 at a position where an obstacle can be detected.
  • the sensor group 70 further includes an orientation sensor and an acceleration sensor.
  • the sensor group 70 may be provided on the bumper 80.
  • the object to be inspected is a flat surface such as a wall surface of a dam levee body
  • the microcomputer 111 of the main body 1 reads and executes a software program stored in the internal memory when the main body 1 is turned on.
  • the software program has a mode flag for managing the control mode of the main body 1.
  • the autonomous control mode is a mode in which the microcomputer 111 operates based on information from the sensor group 70 and the camera 110 even when the main body 1 is not instructed by a command from the controller 3.
  • a flag indicating the autonomous control mode for example, “1” is assigned to the mode flag, and when it is not the autonomous control mode, another flag, for example, “0” is assigned.
  • the microcomputer 111 operates in accordance with a command from the controller 3.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the underwater robot 200 in the first embodiment.
  • the controller 3 issues a command to the microcomputer 111 of the main body 1.
  • the command includes input information input to the controller 3 by the operator.
  • the input information includes a request for acquiring the status of the main body 1, control information for instructing the ratio of the moving direction of the main body 1, information for instructing autonomous control, and the like.
  • the microcomputer 111 receives a command from the controller 3.
  • the microcomputer 111 analyzes the received command and determines whether there is an autonomous control instruction in the command. When the microcomputer 111 determines that there is an autonomous control instruction (in the case of Yes), the process proceeds to step S608. When the microcomputer 111 determines that there is no autonomous control instruction (in the case of No), the process proceeds to step S603.
  • step S603 The microcomputer 111 determines whether the mode flag is “1”. If the mode flag is “1” (Yes), the process proceeds to step S604. If the mode flag is not “1” (No), the process proceeds to step S605.
  • the microcomputer 111 extracts control information from the received command.
  • the microcomputer 111 issues a control signal for controlling the thruster group 90 to the thruster group 90 via the input / output interface according to the extracted control information.
  • the microcomputer 111 acquires the status of the main body 1.
  • Information acquired as the status of the main body 1 includes the current, voltage, and rotation speed of each thruster of the thruster group 90, the distance measurement value of each distance sensor in the sensor group 70, the direction of the direction sensor, the value of the acceleration sensor, and the like. is there.
  • step S608 The microcomputer 111 determines whether the mode flag is “1”. If the mode flag is “1” (Yes), the process proceeds to step S606. If the mode flag is not “1” (No), the process proceeds to step S609.
  • the microcomputer 111 performs autonomous control of the main body 1.
  • the processing from S601 to S607 is repeatedly performed until the communication between the microcomputer 111 of the main body 1 and the controller 3 is completed.
  • step S610 the autonomous control operation of the main body 1 in step S610 will be described.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of autonomous control in the first embodiment.
  • the microcomputer 111 acquires the status of the sensor group 70 at a predetermined cycle, and controls the thruster group 90 so as to reduce the difference between the acquired status and the set target value.
  • the microcomputer 111 acquires the status of the sensor group 70, and sets the distance sensor value, the direction sensor value, and the acceleration sensor value acquired from the sensor group 70 as target values.
  • the microcomputer 111 acquires the status from the sensor group 70.
  • step S704 The microcomputer 111 issues the control signal calculated in step S703 to the thruster group 90.
  • step S705 The microcomputer 111 determines whether the mode flag is “1”. If the mode flag is “1” (Yes), the process returns to step S702, and if the mode flag is not “1”, the process ends.
  • the microcomputer 111 controls the thruster group 90 so as to keep the relative position and orientation relative to the object constant based on the detection results of the distance measuring sensor, the direction sensor, and the acceleration sensor of the sensor group 70. To do. Thereby, the position and posture of the main body 1 can be autonomously controlled.
  • the status acquired by the microcomputer 111 may include a value calculated from image data obtained by photographing with the camera 110. By including this value, for example, it is possible to detect the joint portion of the wall surface of the dam dam body from the image and control the main body 1 to move along the joint portion.
  • the main body 1 is put in water, the cable 2 is extended to the ground, and the controller 3 is operated on the ground. Further, the controller 3 may be mounted on a ship such as a boat or a floating body such as a fence or a fence and operated on water. By operating in this way, the length of the cable 2 can be suppressed to the maximum water depth even when the size of the dam or the height of the water surface of the levee body is high.
  • 8A to 8E are first to fifth diagrams illustrating a method of using the underwater robot in the first embodiment. 8A to 8E, a description will be given of the process until the main body 1 of the underwater robot 200 is lifted from the water and the rechargeable battery is replaced.
  • the boat 801 includes a controller 3, a winch 802 for winding the cable 2, an arm 803 for fixing the winch 802 to the boat 801, and guiding the cable 2 to the main body 1 via a pulley, and the boat 801.
  • the controller 3 and the main body 1 are connected by a cable 2, and the cable 2 is wired via a winch 802 on the way.
  • the winch 802 and the controller 3 may be connected only by a communication line.
  • the main body 1 exists in water.
  • the main body 1 When the main body 1 is pulled up to the boat 801, the main body 1 is pulled up while winding the cable 2 around the winch 802, and is pulled up to a position where the entire side surface of the main body 1 is in contact with the base 806 as shown in FIG. 8B.
  • the telescopic arm 804 is extended to make the pedestal 806 horizontal and the main body 1 is loaded on the pedestal 806. Since the main body 1 is stably loaded on the boat 801 in this state, the pulling up of the main body 1 is completed.
  • the pedestal 806 is rotated using the rotating shaft 805 so that the battery group 60 is on the winch side as shown in FIG. 8D.
  • the battery group 60 is located within the reach of the crew member of the boat 801, so that the rechargeable battery can be replaced.
  • the battery group 60 includes the tilt mechanism described above, the battery group 60 can be tilted with respect to the main body 1 as shown in FIG. 8E, and the rechargeable battery can be replaced more easily.
  • the cable 2 When throwing the main unit 1 into the water, put it in the reverse order.
  • the cable 2 may be moored at the lower part of the main body 1.
  • the main body 1 is lifted upside down, that is, the battery group 60 is located on the winch 802 side, so that the rotating shaft 805 is not necessary.
  • the underwater robot in the present embodiment is the first propulsion that is fixed to the frame in the direction of the first axis with respect to the frame and the first axis, the second axis, and the third axis that are orthogonal to each other in the frame.
  • a second propeller fixed to the frame in the direction of the second axis on the first circumference centered on the first axis at the first position in the direction of the first axis, and in the direction of the first axis
  • a third thruster fixed to the frame in the direction of the second axis on a second circumference centered on the first axis at a second position different from the first position; and a third in the direction of the first axis.
  • the first position where the thruster 41 and the thruster 42 are arranged is a position near the upper end of the sealed container 10 in the vertical axis direction.
  • a 1st position it can also be set as the position in the area
  • the frame 20 may be used as a reference instead of the sealed container 10, and the position near the upper end of the frame 20 or the position in the upper half area of the frame 20 may be used.
  • the second position where the thruster 43 and the thruster 44 are arranged is a position near the lower end of the sealed container 10 in the vertical axis direction.
  • the second position may be a position in the lower half region of the sealed container 10 in the vertical axis direction.
  • the frame 20 may be used as a reference instead of the sealed container 10, and the position near the lower end of the frame 20 or the position in the lower half region of the frame 20 may be used.
  • the third position where the thruster 51 and the thruster 52 are arranged is a position near the upper end of the sealed container 10 in the vertical axis direction.
  • the third position may be a position in the upper half area of the sealed container 10 in the vertical axis direction.
  • the frame 20 may be used as a reference instead of the sealed container 10, and the position near the upper end of the frame 20 or the position in the upper half area of the frame 20 may be used.
  • the fourth position where the thruster 53 and the thruster 54 are arranged is a position near the lower end of the sealed container 10 in the vertical axis direction.
  • the second position may be a position in the lower half region of the sealed container 10 in the vertical axis direction.
  • the frame 20 may be used as a reference instead of the sealed container 10, and the position near the lower end of the frame 20 or the position in the lower half region of the frame 20 may be used.
  • the first position and the third position are slightly different from each other, but they may be matched.
  • the second position and the fourth position are slightly different, they may be matched.
  • the radii of the first circumference, the second circumference, the third circumference, and the fourth circumference where the thrusters 41 to 44 and the thrusters 51 to 54 are arranged are substantially the same. These may be different.
  • each thruster of the upper and lower thruster group 30 is fixed to the upper end of the frame 20 with the vertical axis direction directed.
  • the position of each thruster of the upper and lower thruster group 30 is not limited to the upper end of the frame 20 but may be near the upper end, or a plurality of the thrusters may be divided into the upper half and the lower half of the frame 20.
  • This disclosure is applicable to an apparatus that performs work underwater. Specifically, the present disclosure is applicable to an underwater inspection robot or the like.

Landscapes

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Abstract

　本発明は、位置及び姿勢を任意の状態に容易に制御する水中用ロボットを提供する。　水中用ロボット（２００）は、互いに直交する第１軸、第２軸及び第３軸について、第１軸の方向でフレーム（２０）に固定される第１推進器（３１～３４）と、第１軸の方向における第１位置において第１軸を中心とした第１円周上に、第２軸の方向でフレーム（２０）に固定される第２推進器（４１，４２）と、第１軸の方向における第１位置とは異なる第２位置において第１軸を中心とした第２円周上に、第２軸の方向でフレーム（２０）に固定される第３推進器（４３，４４）と、第１軸の方向における第３位置において第１軸を中心とした第３円周上に、第３軸の方向でフレーム（２０）に固定される第４推進器（５１，５２）と、第１軸の方向における第３位置とは異なる第４位置において第１軸を中心とした第４円周上に、第３軸の方向でフレーム（２０）に固定される第５推進器（５３，５４）と、を有する。

Description

水中用ロボット
　本開示は、水中で作業を行う水中用ロボットに関する。
　特許文献１は、水中の所定の対象物を撮像する水中撮像ビークルを開示している。このビークルは、筒形形状耐圧殻の両端部に透明アクリルドームが連結されて一体化された主胴部内にＴＶカメラが内蔵され、主胴部にスラスタが取り付けられ、主胴部はユニット化された複数の耐圧殻が連結部材によって構成される。この構成により、ビークルの性能に対する様々のニーズに対応できる。
　特許文献２は、水中構造物点検用ロボットを開示している。このロボットは、浮力体、水中推進機で構成されるロボット本体と、ロボット本体の前面に搭載された膜圧計、撮影手段とバーピッチ計測手段と、位置認識手段と、これらの構成の制御を行う地上制御装置とで構成される。この構成により、水中構造物の点検作業を、専門のダイバーに代わって遂行できる。
特開昭６１－２０００８９号公報 特公平７－７４０３０号公報
　本開示は、位置及び姿勢を任意の状態に容易に制御する水中用ロボットを提供する。
　本開示における水中用ロボットは、フレームと、フレームにおける互いに直交する第１軸、第２軸及び第３軸について、第１軸の方向でフレームに固定される第１推進器と、第１軸の方向における第１位置において第１軸を中心とした第１円周上に、第２軸の方向でフレームに固定される第２推進器と、第１軸の方向における第１位置とは異なる第２位置において第１軸を中心とした第２円周上に、第２軸の方向で前記フレームに固定される第３推進器と、第１軸の方向における第３位置において第１軸を中心とした第３円周上に、第３軸の方向で前記フレームに固定される第４推進器と、第１軸の方向における第３位置とは異なる第４位置において第１軸を中心とした第４円周上に、第３軸の方向でフレームに固定される第５推進器と、を有する推進器と、推進器を駆動する電源と、を備える。
　本開示における水中用ロボットは、位置及び姿勢を任意の状態に容易に制御する水中用ロボットを提供できる。
図１は、実施の形態１における水中用ロボットの主要構成を示す模式図である。 図２は、実施の形態１における水中用ロボットの本体を示す斜視図である。 図３Ａは、図２の正面図である。 図３Ｂは、図２の側面図である。 図３Ｃは、図２の上面図である。 図４は、実施の形態１における密閉容器の構成を示す模式図である。 図５は、実施の形態１における水中用ロボットが壁面検査を行う場合の動作を説明する図である。 図６は、実施の形態１における水中用ロボットの動作を説明するフローチャートである。 図７は、実施の形態１における水中用ロボットの自律制御の動作を説明するフローチャートである。 図８Ａは、実施の形態１における水中用ロボットの利用方法を説明する第１の図である。 図８Ｂは、実施の形態１における水中用ロボットの利用方法を説明する第２の図である。 図８Ｃは、実施の形態１における水中用ロボットの利用方法を説明する第３の図である。 図８Ｄは、実施の形態１における水中用ロボットの利用方法を説明する第４の図である。 図８Ｅは、実施の形態１における水中用ロボットの利用方法を説明する第５の図である。
　以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
　（実施の形態１）
　ダムなどの社会インフラが建設されて長い年月が経過すると、老朽化が進む。事故や災害を未然に防ぐため、これらのインフラの点検が重要である。ダムなどの点検において、ダイバーによる点検作業は、深く潜水して点検作業を行う必要があるため、リスクを伴うとともに高額な費用がかかる。このためダイバーの代わりに、水中の様子を把握できる水中用ロボットが開発されている。しかし、従来の水中用ロボットは、ダムの壁面に対して、相対的な位置や姿勢を任意の状態に制御することや、一定に保持することが難しく、鮮明な画像を得ることが困難であった。本開示は、位置及び姿勢を任意の状態に容易に制御する水中用ロボットを提供する。
　以下、図１～８Ｅを用いて、実施の形態１について説明する。
　［１－１．水中用ロボットの構成］
　図１は、実施の形態１における水中用ロボットの主要構成を示す模式図である。水中用ロボット２００は、本体１と、ケーブル２と、コントローラとで構成される。本体１とコントローラ３は、ケーブル２を介して電気的および機械的に接続されている。
　本体１は、密閉容器１０、フレーム２０、バッテリー群６０、センサ群７０、スラスタ群９０、バンパー８０及び照明１００を備える。バッテリー群６０は電源の一例であり、スラスタ群９０は推進器の一例である。
　ケーブル２は、信号線と係留線とから構成される。信号線は、電気信号あるいは光信号により本体１とコントローラ３との間の通信を行う。係留線は、本体１とコントローラ３とを係留する。係留線は、金属または樹脂のいずれかの素材で構成されるが、これに限定されない。信号線と係留線とは、一体に形成されていることが好ましい。例えば、係留線は中空で、その中空に信号線を通してもよいし、信号線と係留線をねじり合わせて撚り線にしてもよいし、信号線の周りに係留線、さらにその周りを保護する補強材からなるキャブタイヤケーブルでもよい。この構成により、水中で複数の線同士が絡むリスクが低減され、ケーブル２の取り回しが容易になる。
　なお、ケーブル２は、信号線のみで係留に十分な強度が得られる場合には、信号線が係留線を兼ねる構成とし、別途係留線を設けなくても良い。
　また、本体１とコントローラ３との間に、ケーブル２を巻き取る巻き取り器を設けてもよい。巻き取り器を設ける場合、ケーブル２は、本体１と巻き取り器の間は信号線と係留線で構成し、巻き取り器とコントローラ３の間は通信線のみで構成するようにしても良い。巻き取り器は、その巻き芯にケーブル２を巻き取って収納するものであり、ウインチやリールやライン巻き等を利用する。
　コントローラ３は、図示しないが、本体１から送信される情報を表示するモニタと、本体１を操縦するための入力部とを備える。コントローラ３として、キーボードやマウスとモニタを備えたノートパソコンを利用する。コントローラ３は、入力部として、模型の自動車などを遠隔操作するラジオコントロール（ｒａｄｉｏ　ｃｏｎｔｏｒｏｌ）のプロポーショナル（ｐｒｏｐｏｔｉｏｎａｌ）方式の送信機を備えても良い。
　本体１からコントローラ３へ送信される情報は、本体１が撮影した画像や、センサ群７０から取得した値、スラスタ群９０の状態値などである。
　なお、コントローラ３は、記録装置を備えてもよい。記録装置は、本体１から送信される情報を記録しても良い。さらに、コントローラ３は画像鮮明化処理部を備え、本体１から送信された画像データを鮮明化する画像処理を行ってモニタに表示し、さらにその画像を記録装置に記録しても良い。
　また、本体１は、スラスタ群９０を使用して自動的に水面へ浮上する仕組みを備えていてもよい。例えば本体１が、圧縮気体を封入したボンベと、ボンベに接続されたバルーンと、ボンベを開放するスイッチとを備える構成であり、コントローラ３がスイッチを制御し、スイッチにより開放された気体をバルーン内に溜めて浮力を発生し、自動的に水面へ浮上する。
　［１－２．本体の構成］
　図２は、実施の形態１における水中用ロボットの本体１を示す斜視図である。また、図３Ａは、図２の正面図であり、図３Ｂは、図２の側面図であり、図３Ｃは、図２の上面図である。図２は、見易さを考慮して、リード線を省略している。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃは、理解を容易にするため、図２のセンサ群７０、バンパー８０などを省略している。
　図２に示すように、上下方向、前後方向、左右方向を定義する。すなわち、本体１が水中を航行する際の水面側を上方向、水底側を下方向とする。密閉容器１０の中心を通り上下方向に伸びる仮想的な軸を上下軸（第１軸の一例）とする。上下軸に直交する平面において、後述するカメラ１１０が撮影する方向を前方向とする。つまり、カメラ１１０の光軸上の被写体へ向かう向きを前方向とし、反対の向きを後方向とする。カメラ１１０の光軸と一致し、前後方向に伸びる仮想的な軸を前後軸（第２軸の一例）とする。左右は、上下軸に直交する平面を上方向から見たときの右側を右方向とし、左側を左方向とする。上下軸と前後軸とが交わる点を通り、左右方向に伸びる仮想的な軸を左右軸（第３軸の一例）とする。
　操縦者が、カメラ１１０で撮影された画面をコントローラ３のモニタで見ながら操作する場合、浮上が上方向、潜水が下方向、前進が前方向、後進が後方向、左進が左方向、右進が右方向に対応する。
　また、前後軸を中心とする回転の方向をロール方向、左右軸を中心とする回転の方向をピッチ方向、上下軸を中心とする回転の方向をヨー方向と呼ぶ。
　［１－２－１．密閉容器の構成］
　図４は、実施の形態１における密閉容器１０の構成を示す模式図である。密閉容器１０は、透明の円筒形容器１１の両端に蓋１２を設けて内容物を密閉することにより、水中において内部に水が浸入しない水密構造である。蓋１２は、放熱に適した、例えば、ステンレスである。
　円筒形容器１１は、円の直径より筒の長さが長い形状であり、筒の長さ方向が、重力の作用方向に平行となるように本体１に配置する。すなわち、本体１が水中に航行する際に、円筒形容器１１の両端の蓋１２の片方が水面側、もう一方が水底側となるよう上下に配置する。
　蓋１２の少なくとも一方には、密閉容器１０の内部と外部とを通ずる貫通穴１３が設けられる。図４においては、水底側の蓋１２に貫通穴１３が設けられている。貫通穴１３は、ケーブル２の通信線を密閉容器１０の内部に通し、充填剤で塞いで防水する。ケーブル２の係留線は、密閉容器１０の上部または下部を通るフレーム２０などにフック等で接続し、ケーブル２の通信線のみを密閉容器１０の内部まで導く。
　また、蓋１２に貫通穴１３を設ける代わりに、蓋１２に密閉容器１０の内部と外部とを電気的あるいは光学的に接続するコネクタを設け、密閉容器１０の内部とケーブル２の通信線とを接続するように構成しても良い。
　バッテリー群６０、センサ群７０、スラスタ群９０に接続されるリード線についても、貫通穴１３またはコネクタを介して密閉容器１０の内部へ導く。
　なお、図４において、リード線及びケーブル２の通信線を、便宜上、１本の線で図示している。
　また、蓋１２には図示しないフレーム取り付け部を設け、フレーム取り付け部を介して密閉容器１０とフレーム２０とを一体に結合する。あるいは、円筒形容器１１と蓋１２との間にフレーム２０の一部を挟み込むことで、密閉容器１０とフレーム２０とを一体に結合する。
　密閉容器１０は、その内部に少なくとも、カメラ１１０、マイコン（マイクロコントローラ）１１１、放熱部１１２、乾燥剤１１３、曇り止め剤１１４を備える。
　カメラ１１０は、動画または静止画を撮影可能である。円筒形容器１１は、全体が透明であっても良いし、カメラ１１０の撮影視野範囲の領域を含む一部のみが透明であっても良い。
　マイコン１１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、メモリおよび入出力インタフェースを備える。本体１を制御するソフトウェアプログラムはメモリ上に記憶され、ＣＰＵにより実行される。マイコン１１１は、カメラ１１０で撮影された画像を画像データに変換し、入出力インタフェースからケーブル２の通信線を介してコントローラ３へ送信する。画像データは、動画であっても静止画であってもよい。このとき、マイコン１１１は、画像データに対して画像を鮮明化する画像処理を施しても良い。この画像処理により、水が濁っている場合や水中に浮遊物がある場合に、濁りの影響を低減する処理や浮遊物を画像中から除去する処理を行うことが可能となる。したがって操縦者に、より鮮明な画像を提供でき、堤体壁面のひび割れなどの不具合がよりわかりやすくなる。
　マイコン１１１は、センサ群７０に接続されたリード線と入出力インタフェースを介して接続される。マイコン１１１は、センサ群７０によるデータを取得して本体１の制御に利用する。さらに、マイコン１１１は、スラスタ群９０に接続されたリード線と入出力インタフェースを介して接続される。マイコン１１１は、スラスタ群９０に制御信号を送ることで本体１の位置及び姿勢の制御を行う。さらに、マイコン１１１は、バッテリー群６０に接続されたリード線と入出力インタフェースを介して接続される。マイコン１１１は、カメラ１１０、スラスタ群９０、及び、マイコン１１１自身へバッテリー群６０からの電力を供給する。
　放熱部１１２は、マイコン１１１と蓋１２の両方に接して配置される。放熱部１１２は、マイコン１１１で発生した熱を、蓋１２を介して密閉容器１０の外部へ放熱する。なお、円筒形容器１１が放熱に適する場合には、放熱部１１２を円筒形容器１１に接するよう配置しても構わない。
　乾燥剤１１３は、密閉容器１０の内部の湿気や水分を吸収する。乾燥剤１１３は、シリカゲル等の水分を除去する吸湿性の強い物質であれば何でもよい。
　曇り止め剤１１４は、円筒形容器１１の内側面の少なくともカメラ１１０の撮影視野範囲に塗布され、曇りや結露の発生を抑える。曇り止め剤１１４を塗布することにより、カメラ１１０の曇りの少ない良好な視野を得る。
　［１－２－２．フレームの構成］
　図２において、フレーム２０は、密閉容器１０、バッテリー群６０、スラスタ群９０、バンパー８０、照明１００を支持可能に構成する。フレーム２０は、カメラ１１０の撮影視野範囲に入らないように構成する。
　バッテリー群６０は、フレーム２０よりも下方向の本体１の下端に設ける。本体１の下端に設けると、本体１の重心位置を低い位置に設定でき、本体１の水中での姿勢が安定しやすくなる。
　フレーム２０のバッテリー群６０との接続部分には、バッテリー群６０をフレーム２０に対して傾けることが可能なチルト機構を設ける。チルト機構を設けることによりバッテリー群６０内の電池あるいは充電池を取り出す作業が容易になる。
　フレーム２０は、スラスタ群９０の各スラスタを取り付けるための取付軸を備える。取付軸は、フレーム２０に対する位置や向きを調整する。取付軸はフレーム２０に対して位置や向きを調整した後に、ネジ等でフレーム２０に対して固定する。取付軸によるフレーム２０に対するスラスタ群９０の位置や向きを調整することで、本体１の制御性の向上の一助となる。
　なお、取付軸を介してスラスタ群９０の各スラスタをフレーム２０に固定することを、単にスラスタ群９０の各スラスタをフレーム２０に固定する、と記載する場合がある。
　フレーム２０は、バンパー８０を取り付けるためのバンパー取付部を備える。バンパー８０は、ネジ等でフレーム２０に固定する。
　なお、バンパー取付部は、フレーム２０に対するバンパー８０の取り付け位置を上下方向に調整可能な構成としてもよい。これにより、バンパー８０の取付位置の微調整で本体１の重心位置の微調整が可能となり、本体１の安定性や制御性の向上の一助となる。
　本体１の重心位置を調整する機構はこれに限らず、密閉容器１０内に重り等のバランサーを設け、バランサーを上下に移動可能に構成することで本体１の重心位置を調整しても良い。また、バンパー８０あるいはフレーム２０に、バランサーを上下移動可能に取り付ける構成や、浮力材を取り付け可能な構成にしても良い。
　フレーム２０は、フレーム２０の上端または下端の少なくとも一方にケーブル２を係留するフックを備える。本体１の浸かっている水の比重よりケーブル２の比重が軽く、ケーブル２が浮き気味の場合は、フレーム２０の上端のフックにケーブル２を係留する。これにより、ケーブル２が本体１よりも上方向に位置することとなり、本体１の移動時にケーブル２が本体１に絡むなどの障害を与えにくくなる。逆に、本体１の浸かっている水の比重よりケーブル２の比重が重く、ケーブル２が沈み気味の場合は、フレーム２０の下端のフックにケーブル２を係留する。これにより、ケーブル２が本体１の下方向に位置することとなり、本体１の移動時にケーブル２が本体１に絡むなどの障害を与えにくくなる。
　なお、フレーム２０の一部は浮力材で構成されてもよい。浮力材で構成されることにより、本体１の浮力の調整の自由度が向上する。
　［１－２－３．スラスタ群の構成］
　図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに示すように、スラスタ群９０は、上下スラスタ群３０、前後スラスタ群４０及び左右スラスタ群５０を備える。上下スラスタ群３０は、スラスタ３１～スラスタ３４を備える。前後スラスタ群４０は、スラスタ４１～スラスタ４４を備える。左右スラスタ群５０は、スラスタ５１～スラスタ５４を備える。
　スラスタ群９０のスラスタ３１～３４、４１～４４、５１～５４はそれぞれ、少なくとも１つのスクリューとスクリューを回転させるモーターとを備える。モーターは、リード線によりマイコン１１１と接続する。マイコン１１１からの指示に従ってスクリューが回転することで、スラスタ３１～３４、４１～４４、５１～５４は、推力を発生する。
　上下スラスタ群３０、前後スラスタ群４０、左右スラスタ群５０は、重力の作用方向を含む互いに直交した三軸方向について、本体１の各軸方向の並進と各軸回りの回転を可能に配置される。以下の説明において、スラスタの方向とは、スラスタが備えるスクリューの回転軸に平行な方向、すなわちスラスタにより発生する推進力の方向を指すものとする。
　スラスタ３１～３４（第１推進器の一例）の方向は、上下軸の方向でフレーム２０の上端に固定される。すなわちスラスタ３１～３４は、各スクリューの回転軸が互いに平行になるように上下方向に向けて配置される。また、スラスタ３１～３４は、各スクリューの回転軸に直交する同一平面上で密閉容器１０の円筒形容器１１の中心軸あるいは中心軸の延長線を中心とする長方形の各頂点となる位置に配置する。このとき、長方形の隣接する２つの辺が左右方向と前後方向にそれぞれ平行となる位置に配置する。
　これにより、スラスタ３１～３４のそれぞれの推力発生方向や出力を変化させることで、本体１を上下方向に移動させることや上下軸に対して傾ける、すなわちロール方向及びピッチ方向の回転を行うことが可能になる。
　また、重量のあるバッテリー群６０をフレーム２０の下端に配置し、本体１の上下移動を制御する上下スラスタ群３０をフレーム２０の上端に配置することで、本体１を上昇させる際に姿勢が安定する。
　スラスタ４１～４４の方向は、前後軸の方向でフレーム２０に固定される。すなわちスラスタ４１～４４は、各スクリューの回転軸が互いに平行になるように前後方向を向けて配置される。また、スラスタ４１～４４は、各スクリューの回転軸に直交する同一平面上でカメラ１１０の光軸あるいは光軸の延長線を中心とする長方形の各頂点となる位置に配置する。このとき、長方形の隣接する２つの辺が左右方向と上下方向にそれぞれ平行となる位置に配置する。
　さらにスラスタ４１及びスラスタ４２（第２推進器の一例）は、上下軸の方向における密閉容器１０の上端近辺の位置（第１位置の一例）において、上下軸を中心とした円周（第１円周の一例）上に、前後軸の方向を向けてフレーム２０に固定されている。また、スラスタ４３及びスラスタ４４（第３推進器の一例）は、上下軸の方向における密閉容器１０の下端近辺の位置（第１位置とは異なる第２位置の一例）において、上下軸を中心とした円周（第２円周の一例）上に、前後軸の方向でフレーム２０に固定されている。
　これにより、スラスタ４１～４４のそれぞれの推力発生方向や出力を変化させることで、本体１を前後方向に移動させることや前後軸に対して傾ける、すなわちピッチ方向及びヨー方向の回転を行うことが可能となる。
　スラスタ５１～５４の方向は、左右軸の方向でフレーム２０に固定される。すなわちスラスタ５１～５４は、各スクリューの回転軸が互いに平行になるように左右方向を向けて配置される。また、スラスタ５１～５４は、各スクリューの回転軸に直交する同一平面上でカメラ１１０の光軸と直交し、かつ、円筒形容器１１の中心軸である上下軸とも直交する左右軸を中心とする長方形の各頂点となる位置に配置する。このとき、長方形の隣接する２つの辺が前後方向と上下方向にそれぞれ平行となる位置に配置する。
　さらにスラスタ５１及びスラスタ５２（第４推進器の一例）は、上下軸の方向における密閉容器１０の上端近辺の位置（第３位置の一例）において、上下軸を中心とした円周（第３円周の一例）上に、左右軸の方向を向けてフレーム２０に固定されている。また、スラスタ５３及びスラスタ５４（第５推進器の一例）は、上下軸の方向における密閉容器１０の下端近辺の位置（第３位置とは異なる第４位置の一例）において、上下軸を中心とした円周（第４円周の一例）上に、左右軸の方向でフレーム２０に固定されている。
　スラスタ４１及びスラスタ４２を配置する第１位置と、スラスタ５１及びスラスタ５２を配置する第３位置とはわずかに異なっている。また、スラスタ４３及びスラスタ４４を配置する第２位置と、スラスタ５３及びスラスタ５４を配置する第４位置とはわずかに異なっている。
　スラスタ４１及びスラスタ４２が配置される第１円周、スラスタ４３及びスラスタ４４が配置される第２円周、スラスタ５１及びスラスタ５２が配置される第３円周およびスラスタ５３及びスラスタ５４が配置される第４円周の半径は、略同一である。
　これにより、スラスタ５１～５４のそれぞれの推力発生方向や出力を変化させることで、本体１を左右方向に移動させることや左右軸に対して傾ける、すなわちヨー方向及びロール方向の回転を行うことが可能となる。
　なお、スラスタ群９０の位置や方向は、標準的な配置であり、本体１の重心位置や水中推進時の水の抵抗による挙動に鑑みて、位置や方向を調整するものであるので、厳密な位置や方向ではない。
　ここで、ダム堤体の壁面検査を行う場合のスラスタ群９０の動作を説明する。
　図５は、実施の形態１における水中用ロボット２００が壁面検査を行う場合の動作を説明する図である。ダム堤体５００の上流側の水中壁面を、水中用ロボットの本体１が上から下へ移動しながらカメラ１１０で撮影するものとする。図５において、水中用ロボットの本体１は、位置５１０から、位置５２０、位置５３０へと順に移動する。本体１の姿勢は、カメラ１１０の光軸がダム堤体５００を向いているものとする。
　本体１は水中に投下されて位置５１０で、操縦者は、前後スラスタ群４０と左右スラスタ群５０のうち、少なくとも一方を用いて本体１をヨー方向に回転させ、本体１をダム堤体５００の壁面と正対させる。位置５１０では、ダム堤体５００の壁面と本体１との距離５１１は検査撮影には遠すぎると操縦者は判断する。操縦者は、前後スラスタ群４０を用いて本体１を前進させ検査撮影に適した距離５２１まで近づく。さらに、操縦者は、上下スラスタ群３０を用いて撮影開始水深、すなわち位置５２０へ潜航させる。操縦者は、ダム堤体５００の壁面と本体１との距離５２１が変化しないように、前後スラスタ群４０を用いて距離を制御しつつ、上下スラスタ群３０を用いて潜航しながら、カメラ１１０でダム堤体５００の壁面を撮影する。ダム堤体５００の壁面が垂直から斜めに変化する地点近辺に達すると、操縦者は、スラスタ４３及びスラスタ４４の方向を後進方向に推力を発生させる。これにより、本体１は斜めになったダム堤体５００の壁面に沿った姿勢に変化する。
　なお、スラスタ４３及びスラスタ４４を用いる代わりに、スラスタ４１及びスラスタ４２の方向を前進方向へ、スラスタ３１及びスラスタ３２の方向を潜航方向へ、スラスタ３３及びスラスタ３４の方向を浮上方向へそれぞれ推力を発生させても、本体１は斜めになったダム堤体５００の壁面に沿った姿勢に変化する。
　ダム堤体５００の壁面との相対的な位置・姿勢を位置５２０の時と同一に保ちつつ、潜航しながらカメラ１１０でダム堤体５００の壁面を撮影し、撮影終了水深の位置５３０に至る。距離５２１と距離５３１とは同一の距離である。
　本体１の左右方向の移動についても本体１の上下方向の移動と同様に、ダム堤体５００の壁面との位置・姿勢を一定に保ちながら撮影できる。
　なお、上下スラスタ群３０、前後スラスタ群４０、左右スラスタ群５０は、同一の推力で動作してもよいし、本体１の重心位置や、水の抵抗や、スラスタ及びプロペラの個体差等に応じて、それぞれ異なった推力で動作してもよい。
　以上のように、上下スラスタ群３０、前後スラスタ群４０、左右スラスタ群５０を互いに直交する方向に設け、かつ、スラスタ３１～３４、４１～４４、５１～５４を個別に制御することで、容易に任意の姿勢に変化し、その姿勢を維持することが可能となり、ダム堤体５００の壁面との相対的な位置・姿勢を一定に保つことにより、歪の無い良好な画像を撮影でき、得られた画像データを画像処理する際に良好な結果が得られる。
　なお、上下スラスタ群３０、前後スラスタ群４０、左右スラスタ群５０はそれぞれ、４つのスラスタを設ける構成としたが、任意の姿勢・位置へ変化・維持できる構成であれば、スラスタの数はこれに限らない。
　［１－２－４．バッテリー群の構成］
　図３Ａに示すように、バッテリー群６０は、バッテリー管６１～６５を備える。バッテリー管６１～６５はそれぞれ、複数の充電池を内部に備える。バッテリー群６０は、少なくとも、密閉容器１０の内容物が使用するシステム用バッテリー管と、スラスタ群９０が使用する動力用バッテリー管との二種類を設ける。例えば、バッテリー管６１をシステム用のバッテリー管とし、バッテリー管６２～６５を動力用のバッテリー管とする。さらに、照明１００が使用する照明用のバッテリー管を設けても良い。用途別にバッテリー管を設けることで、スラスタ群９０の故障等で過電流が生じ、マイコン１１１あるいは複数の充電池が備える保護回路により動力用のバッテリー管が使用できなくなった場合でも、システム用のバッテリー管で制御用電源が確保でき、継続して本体１のシステムの制御を行うことができる。システム用のバッテリー管は、密閉容器１０の内部に備えても良い。
　バッテリー群６０は、防水されたコネクタで密閉容器１０や照明１００と着脱可能に接続される。
　バッテリー群６０は、結束帯あるいはネジ等でフレーム２０の下端に結合される。さらに、バッテリー群６０は、本体１に対してバッテリー管を相対的に傾けることが可能なチルト機構を設ける。バッテリー群６０にチルト機構を設けることで、充電池を傾きに応じてスライドさせて取り出すことができ、充電池の出し入れが容易になる。
　さらに、複数の充電池をひとまとめに収納するホルダーを設け、ホルダーをバッテリー管に装着する構成してもよい。ホルダーを設けることにより充電池の交換が容易になる。
　［１－２－５．バンパーの構成］
　図２に示すように、バンパー８０は、密閉容器１０、フレーム２０、バッテリー群６０、スラスタ群９０を内部に納める構成とする。この構成により、本体１が壁面等に衝突しても、バンパー８０内部の構成を損傷しにくいように保護できる。保護をより強化するために、バンパー８０の外側にネットを被せても良い。
　バンパー８０は、センサ群７０を搭載する。センサ群７０は、ネジ等でバンパー８０に固定される。バンパー８０は、さらに浮力材を複数取り付けてもよい。取り付ける浮力材の個数で、浮力の調整を行っても良い。
　また、バンパー８０を水密構造の中空のパイプで構成し、上部の容積を下部に比べて相対的に大きくするようにしてもよい。すなわち、バンパー８０は、水密構造の第１容積を有する第１中空パイプで構成され、スラスタ群９０及び密閉容器１０に対して上方に配置される第１バンパーと、水密構造の第１容積よりも少ない第２容積を有する第２中空パイプで構成され、スラスタ群９０及び密閉容器１０に対して下方に配置される第２バンパーとを備える構成である。
　この構成により、バンパー８０の上部の浮力が下部の浮力より大きくなるため、本体１の水中での直立姿勢が安定する。
　また、バンパー８０は、本体１を上面から見たとき、本体１の中心を対称軸とする点対称あるいは略点対象の形状に構成されることが好ましい。この構成により、前後左右へ移動する際の水の抵抗をどの方向に対しても均一にできる。
　［１－２－６．照明の構成］
　本体１は、カメラ１１０で撮影可能な照度の照明を、少なくとも１つ備える。複数の照明を備える場合は、複数の照明の重なりが原因で画像処理に影響が及ばないように、画像処理に使用する範囲の照度が一様になるように、複数の照明の取り付ける位置と向きを調整する。また、照明が１つの場合でも同様に、画像処理に使用する範囲の照度が一様である照明を利用することが好ましい。
　図１に示すように、本実施の形態の照明１００は、バッテリー群６０に直接接続されているため、照明１００に直接点灯／消灯のスイッチを設ける。また、照明１００を、リード線を介してマイコン１１１と接続しても良い。照明１００をマイコン１１１と接続することにより、コントローラ３から照明１００の制御ができる。また、照明１００は、バンパー８０上に設けるよう構成しても良い。
　［１－２－７．センサ群の構成］
　センサ群７０は、対象物との距離を検出する少なくとも２つの測距センサであるソナーを備える。測距センサは、本体１の前方の、障害物を検知可能な位置に設ける。センサ群７０はさらに、方位センサおよび加速度センサを備える。センサ群７０は、バンパー８０上に設けるようにしてもよい。
　ダム堤体の壁面など検査対象が平面である場合には、２つの測距センサを、本体１の左上前面と右下前面のように対角となる箇所に設けることが好ましい。この配置により、ダム堤体の壁面との相対姿勢を維持しながら壁面撮影をすることが容易となり、画像処理に適した画像データを得やすくなる。
　［１－３．動作］
　以上のように構成された水中用ロボット２００の本体１について、その動作を説明する。
　本体１のマイコン１１１は、本体１に電源が投入されると、内部のメモリに格納されているソフトウェアプログラムを読み出して実行する。ソフトウェアプログラムは、本体１の制御モードを管理するモードフラグを有する。本体１の制御モードとして、自律制御モードがある。自律制御モードは、本体１がコントローラ３からのコマンドによる指示が無くても、マイコン１１１がセンサ群７０やカメラ１１０からの情報に基づいて動作するモードである。本体１が自律制御モードの場合は、モードフラグに自律制御モードを意味するフラグ、例えば、「１」を割り当て、自律制御モードでない場合は、別のフラグ、例えば、「０」を割り当てる。本体１が自律制御モードでない場合、マイコン１１１は、コントローラ３からのコマンドに従って動作する。
　図６は、実施の形態１における水中用ロボット２００の動作を説明するフローチャートである。
　（Ｓ６０１）本体１のマイコン１１１とコントローラ３との通信が確立すると、コントローラ３は、本体１のマイコン１１１に対してコマンドを発行する。コマンドには、操縦者がコントローラ３に対して入力した入力情報を含む。入力情報として具体的には、本体１のステータスを取得する要求、本体１の移動方向の割合を指示する制御情報、自律制御を指示する情報などである。
　マイコン１１１は、コントローラ３からのコマンドを受信する。
　（Ｓ６０２）マイコン１１１は、受信したコマンドを解析し、コマンドの中に自律制御の指示が有るかどうかを判定する。マイコン１１１が、自律制御の指示が有ると判断する場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ６０８に進む。マイコン１１１が、自律制御の指示が無いと判断する場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ６０３へ進む。
　（Ｓ６０３）マイコン１１１は、モードフラグが「１」であるかを判断する。モードフラグが「１」の場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ６０４へ進み、モードフラグが「１」でない場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ６０５へ進む。
　（Ｓ６０４）マイコン１１１は、モードフラグを「０」に変更する。
　（Ｓ６０５）マイコン１１１は、受信したコマンドから、制御情報を抽出する。マイコン１１１は、抽出した制御情報に応じて、スラスタ群９０を制御するための制御信号を、入出力インタフェースを介してスラスタ群９０へ発行する。
　（Ｓ６０６）マイコン１１１は、本体１のステータスを取得する。本体１のステータスとして取得する情報としては、スラスタ群９０の各スラスタの電流、電圧、回転数、センサ群７０における、各測距センサの測距値、方位センサの方位、加速度センサの値等である。
　（Ｓ６０７）マイコン１１１は、取得したステータスをコントローラ３へ送信する。
　（Ｓ６０８）マイコン１１１は、モードフラグが「１」であるかを判断する。モードフラグが「１」の場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ６０６へ進み、モードフラグが「１」でない場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ６０９へ進む。
　（Ｓ６０９）マイコン１１１は、モードフラグを「１」に変更する。
　（Ｓ６１０）マイコン１１１は、本体１の自律制御を実施する。
　Ｓ６０１からＳ６０７までの処理は、本体１のマイコン１１１とコントローラ３との通信が終了するまで繰り返し実施する。
　次に、ステップＳ６１０の本体１の自律制御の動作について説明する。
　図７は、実施の形態１における自律制御の動作を説明するフローチャートである。自律制御モードにおいて、マイコン１１１は、所定の周期でセンサ群７０のステータスを取得し、取得したステータスと設定した目標値との差分を縮めるように、スラスタ群９０を制御する。
　（Ｓ７０１）マイコン１１１は、センサ群７０のステータスを取得して、センサ群７０から取得した測距センサの値、方位センサの値、加速度センサの値を目標値として設定する。
　（Ｓ７０２）マイコン１１１は、センサ群７０からステータスを取得する。
　（Ｓ７０３）Ｓ７０２で取得した値と設定した目標値との間に差がある場合、マイコン１１１は、その差を縮める方向に本体１の姿勢や位置を移動させるようスラスタ群９０への制御信号を算出する。
　（Ｓ７０４）マイコン１１１は、ステップＳ７０３で算出した制御信号をスラスタ群９０へ発行する。
　（Ｓ７０５）マイコン１１１は、モードフラグが「１」であるか判断する。モードフラグが「１」の場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ７０２へ戻り、モードフラグが「１」でない場合、処理を終了する。
　以上により、マイコン１１１は、センサ群７０の測距センサ、方位センサ、加速度センサの検出結果に基づいて、対象物との相対的な位置及び姿勢を一定に保持するように、スラスタ群９０を制御する。これにより、本体１の位置及び姿勢を自律制御可能となる。
　なお、マイコン１１１が取得するステータスとして、カメラ１１０で撮影して得られた画像データから算出した値を含めても良い。この値を含めることにより、例えばダム堤体の壁面の打ち継ぎ部を画像から検出して、打ち継ぎ部に沿って本体１を移動させるよう制御すること等が可能となる。
　［１－４．水中ロボットの利用方法］
　水中用ロボット２００の利用方法としては、本体１を水中に投入し、ケーブル２を地上まで伸ばし、コントローラ３を地上で操作する。また、コントローラ３をボート等の船舶あるいは艀や筏のような浮遊体に搭載して水上で操作してもよい。このように操作することより、ダムの大きさや堤体の水上部分の高さが高い場合にも、ケーブル２の長さを最大水深程度に抑えることができる。
　次に、コントローラ３を、船舶に搭載した場合の水中用ロボット２００の利用方法について、説明する。
　図８Ａ～図８Ｅは、実施の形態１における水中用ロボットの利用方法を説明する第１から第５の図である。図８Ａ～図８Ｅにおいて、水中用ロボット２００の本体１を水中から引き上げて充電池の交換を行うまでを説明する。
　図８Ａにおいて、ボート８０１には、コントローラ３と、ケーブル２を巻き取るウインチ８０２と、ウインチ８０２をボート８０１に固定し、ケーブル２を、プーリーを介して本体１へ導くアーム８０３と、ボート８０１に固定された伸縮アーム８０４と、伸縮アーム８０４と台座８０６との間に配置され、台座８０６を回転可能に保持する回転軸８０５と、本体１をボート８０１に収納する際に本体１を積載する台座８０６とが搭載される。コントローラ３と本体１とは、ケーブル２で接続され、ケーブル２は、途中、ウインチ８０２を介して配線されている。ウインチ８０２とコントローラ３との間は通信線のみで接続されていても良い。図８Ａにおいて、本体１は、水中に存在している。
　本体１をボート８０１に引き上げる際は、ウインチ８０２にケーブル２を巻き付けながら本体１を引き上げ、図８Ｂに示すように、台座８０６に本体１の側面全体が接する位置まで引き上げる。
　次に図８Ｃに示すように、伸縮アーム８０４を伸ばして台座８０６を水平にし、本体１が台座８０６上に積載された状態とする。この状態で本体１は、ボート８０１上に安定して積載されるので、本体１の引き上げは完了である。
　さらに、本体１のバッテリー群６０に備えた充電池を交換するために、図８Ｄに示すようにバッテリー群６０がウインチ側になるように、回転軸８０５を利用して台座８０６を回転する。これにより、ボート８０１の乗員の手の届く範囲にバッテリー群６０が位置するため、充電池の交換が可能となる。加えて、バッテリー群６０が前述するチルト機構を備えていれば、図８Ｅに示すように本体１に対してバッテリー群６０を傾けることができ、より容易に充電池の交換が可能となる。
　本体１を水中に投入する場合は、上記と逆の手順で投入する。また、上記では本体１の上部にケーブル２が係留される例を示したが、本体１の下部にケーブル２が係留されても良い。この場合は、本体１が天地逆、すなわちバッテリー群６０がウインチ８０２側に位置する状態に引き揚げられるので、回転軸８０５を設けなくとも良い。
　［１－５．効果等］
　以上のように、本実施の形態における水中用ロボットは、フレームと、フレームにおける互いに直交する第１軸、第２軸及び第３軸について、第１軸の方向でフレームに固定される第１推進器と、第１軸の方向における第１位置において第１軸を中心とした第１円周上に、第２軸の方向でフレームに固定される第２推進器と、第１軸の方向における第１位置とは異なる第２位置において第１軸を中心とした第２円周上に、第２軸の方向で前記フレームに固定される第３推進器と、第１軸の方向における第３位置において第１軸を中心とした第３円周上に、第３軸の方向で前記フレームに固定される第４推進器と、第１軸の方向における第３位置とは異なる第４位置において第１軸を中心とした第４円周上に、第３軸の方向でフレームに固定される第５推進器と、を有する推進器と、推進器を駆動する電源と、を備える。
　これにより、位置及び姿勢を任意の状態で保持することが容易な水中用ロボットを提供できる。また、堤体壁面等の対象物との相対的な位置・姿勢を一定に保つことができるので、カメラ１１０により歪の少ない良好な画像を撮影でき、得られた画像データを画像処理する際に良好な結果が得られやすくなる。
　（他の実施の形態）
　以上のように、本開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示の技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。
　実施の形態１では、スラスタ４１及びスラスタ４２を配置する第１位置として、上下軸の方向における密閉容器１０の上端近辺の位置とした。第１位置としては、上下軸の方向における密閉容器１０の上半分の領域内の位置、とすることもできる。また、密閉容器１０の代わりにフレーム２０を基準とし、フレーム２０の上端近辺の位置、またはフレーム２０の上半分の領域内の位置、としてもよい。
　実施の形態１では、スラスタ４３及びスラスタ４４を配置する第２位置として、上下軸の方向における密閉容器１０の下端近辺の位置とした。第２位置としては、上下軸の方向における密閉容器１０の下半分の領域内の位置、とすることもできる。また、密閉容器１０の代わりにフレーム２０を基準とし、フレーム２０の下端近辺の位置、またはフレーム２０の下半分の領域内の位置、としてもよい。
　実施の形態１では、スラスタ５１及びスラスタ５２を配置する第３位置として、上下軸の方向における密閉容器１０の上端近辺の位置とした。第３位置としては、上下軸の方向における密閉容器１０の上半分の領域内の位置、とすることもできる。また、密閉容器１０の代わりにフレーム２０を基準とし、フレーム２０の上端近辺の位置、またはフレーム２０の上半分の領域内の位置、としてもよい。
　実施の形態１では、スラスタ５３及びスラスタ５４を配置する第４位置として、上下軸の方向における密閉容器１０の下端近辺の位置とした。第２位置としては、上下軸の方向における密閉容器１０の下半分の領域内の位置、とすることもできる。また、密閉容器１０の代わりにフレーム２０を基準とし、フレーム２０の下端近辺の位置、またはフレーム２０の下半分の領域内の位置、としてもよい。
　実施の形態１では、第１位置と第３位置とはわずかに異なるとしたが、一致するようにしてもよい。また、第２位置と第４位置とはわずかに異なるとしたが、一致するようにしてもよい。
　実施の形態１では、スラスタ４１～スラスタ４４及びスラスタ５１～スラスタ５４が配置される第１円周、第２円周、第３円周および第４円周の半径は略同一であるとしたが、これらが異なるようにしてもよい。
　実施の形態１では、上下スラスタ群３０の各スラスタは、上下軸の方向を向けてフレーム２０の上端に固定されるものとした。上下スラスタ群３０の各スラスタの位置は、フレーム２０の上端に限らず、上端近辺であってもよいし、複数ずつ、フレーム２０の上半分と下半分に分けて配置するようにしてもよい。
　本開示は、水中で作業を行う装置に適用可能である。具体的には、水中検査用ロボットなどに、本開示は適用可能である。
　１　本体
　２　ケーブル
　３　コントローラ
　１０　密閉容器
　２０　フレーム
　３０　上下スラスタ群
　３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４，５１，５２，５３，５４　スラスタ
　４０　前後スラスタ群
　５０　左右スラスタ群
　６０　バッテリー群
　６１，６２，６３，６４，６５　バッテリー管
　７０　センサ群
　８０　バンパー
　９０　スラスタ群
　１００　照明
　１１０　カメラ
　１１１　マイコン
　１１２　放熱部
　１１３　乾燥剤
　１１４　曇り止め剤
　２００　水中用ロボット
　５００　ダム堤体
　５１０，５２０，５３０　位置
　５１１，５２１，５３１　距離
　８０１　ボート
　８０２　ウインチ
　８０３　アーム
　８０４　伸縮アーム
　８０５　回転軸
　８０６　台座

Claims (4)

  1. フレームと、
    前記フレームにおける互いに直交する第１軸、第２軸及び第３軸について、
    前記第１軸の方向で前記フレームに固定される第１推進器と、
    前記第１軸の方向における第１位置において前記第１軸を中心とした第１円周上に、前記第２軸の方向で前記フレームに固定される第２推進器と、
    前記第１軸の方向における前記第１位置とは異なる第２位置において前記第１軸を中心とした第２円周上に、前記第２軸の方向で前記フレームに固定される第３推進器と、
    前記第１軸の方向における第３位置において前記第１軸を中心とした前記第３円周上に、前記第３軸の方向で前記フレームに固定される第４推進器と、
    前記第１軸の方向における前記第３位置とは異なる第４位置において前記第１軸を中心とした前記第４円周上に、前記第３軸の方向で前記フレームに固定される第５推進器と、
    を有する推進器と、
    前記推進器を駆動する電源と、
    を備える水中用ロボット。
  2. 対象物との距離を検出する複数の測距センサと、
    前記測距センサの検出結果に基づいて、前記対象物との相対的な位置及び姿勢を一定に保持するように前記複数の推進器を制御するコントローラと、
    を備える請求項１記載の水中用ロボット。
  3. 前記対象物を撮影可能に配置されるカメラを備え、
    前記コントローラは、前記対象物との相対的な位置及び姿勢を一定に保持するように前記推進器を制御しながら、前記カメラに撮影動作を行わせる、
    請求項２記載の水中用ロボット。
  4. 　密閉容器と、
    　水密構造の第１容積を有する第１中空パイプで構成され、前記推進器及び前記密閉容器に対して上方に配置される第１バンパーと、
    　水密構造の前記第１容積よりも少ない第２容積を有する第２中空パイプで構成され、前記推進器及び前記密閉容器に対して下方に配置される第２バンパーと、
    を備える請求項１記載の水中用ロボット。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019163397A1 (ja) * 2018-02-21 2019-08-29 国立研究開発法人海洋研究開発機構 無人水上航走体
US10508968B1 (en) 2019-01-24 2019-12-17 Square Robot, Inc. Systems, methods and apparatus for in-service tank inspections

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5780992A (en) * 1980-11-05 1982-05-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Dynamic position holding controller for underwater steaming body
JPH02216389A (ja) * 1989-02-17 1990-08-29 Toshiba Corp 水中点検装置
JPH0370957B2 (ja) * 1985-05-21 1991-11-11 Mitsui Shipbuilding Eng
JPH044830A (ja) * 1990-04-19 1992-01-09 Hitachi Cable Ltd 浮沈式曵航生けす
JPH07924A (ja) * 1993-06-14 1995-01-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 付着海生物切削装置
JPH0774030B2 (ja) * 1988-01-20 1995-08-09 関西電力株式会社 水中構造物点検用ロボット
JPH08136291A (ja) * 1994-11-08 1996-05-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 磁気誘導型水中ロボット
JPH08233981A (ja) * 1995-02-27 1996-09-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液中点検装置
JP2004138824A (ja) * 2002-10-17 2004-05-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 水底生態系調査用撮影装置
JP2005246578A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 水中ロボット操縦方法及び水中ロボット操縦システム
JP2006224863A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Hitachi Ltd 水中航走体の位置姿勢制御装置及び位置姿勢制御方法
JP2007160972A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水中航走体の航路制御方法
JP2014170015A (ja) * 2014-06-23 2014-09-18 Penta Ocean Construction Co Ltd 水中検査システム

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5780992A (en) * 1980-11-05 1982-05-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Dynamic position holding controller for underwater steaming body
JPH0370957B2 (ja) * 1985-05-21 1991-11-11 Mitsui Shipbuilding Eng
JPH0774030B2 (ja) * 1988-01-20 1995-08-09 関西電力株式会社 水中構造物点検用ロボット
JPH02216389A (ja) * 1989-02-17 1990-08-29 Toshiba Corp 水中点検装置
JPH044830A (ja) * 1990-04-19 1992-01-09 Hitachi Cable Ltd 浮沈式曵航生けす
JPH07924A (ja) * 1993-06-14 1995-01-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 付着海生物切削装置
JPH08136291A (ja) * 1994-11-08 1996-05-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 磁気誘導型水中ロボット
JPH08233981A (ja) * 1995-02-27 1996-09-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液中点検装置
JP2004138824A (ja) * 2002-10-17 2004-05-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 水底生態系調査用撮影装置
JP2005246578A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 水中ロボット操縦方法及び水中ロボット操縦システム
JP2006224863A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Hitachi Ltd 水中航走体の位置姿勢制御装置及び位置姿勢制御方法
JP2007160972A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水中航走体の航路制御方法
JP2014170015A (ja) * 2014-06-23 2014-09-18 Penta Ocean Construction Co Ltd 水中検査システム

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019163397A1 (ja) * 2018-02-21 2019-08-29 国立研究開発法人海洋研究開発機構 無人水上航走体
JP2019142368A (ja) * 2018-02-21 2019-08-29 国立研究開発法人海洋研究開発機構 無人水上航走体
JP7129056B2 (ja) 2018-02-21 2022-09-01 国立研究開発法人海洋研究開発機構 無人水上航走体
US10508968B1 (en) 2019-01-24 2019-12-17 Square Robot, Inc. Systems, methods and apparatus for in-service tank inspections
WO2020154303A1 (en) * 2019-01-24 2020-07-30 Square Robot, Inc. Systems, methods and apparatus for in-service tank inspections
US11047762B2 (en) 2019-01-24 2021-06-29 Square Robot, Inc. Systems, methods and apparatus for in-service tank inspections
US11933692B2 (en) 2019-01-24 2024-03-19 Square Robot, Inc. Systems, methods and apparatus for in-service tank inspections
US11959833B2 (en) 2019-01-24 2024-04-16 Square Robot, Inc. Systems, methods and apparatus for in-service tank inspections
US12007308B2 (en) 2019-01-24 2024-06-11 Square Robot, Inc. Systems, methods and apparatus for in-service tank inspections

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