JPH01103101A - モノレール式点検ロボツトシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は点検システム、特に原子力発電プラント内等の
点検を自動的に行うことができるモノレール式点検ロボ
ットシステムに係る。

（従来の技術） 一般に原子カプラントにおいては、放射線被曝量の低減
、プラント稼働率向上等を０指して各種点検作業の自動
化が推進されており、その種の自動点検システムの一つ
としてモノレール式点検ロボットシステムが開発されて
いる。

第５図Ａは従来のモノレール式点検ロボットシステムの
概略縦断面図、同図Ｂはその横断面図である。これ等の
図において、レール１の頂板の内面にはトロリー線２が
設置され、走行車３は集電子４とトロリー線２との接触
集電により固定局がら電力の供給を受け、固定局との各
種信号の授受を行うものとする。なお、走行車３は車輪
５を介してレール１上に支持され、走行車３の駆動ピニ
オン６とレール頂板内面に張設したギヤラック７との協
働により、レール１に沿って走行する。また、走行車３
には雲台８およびＩＴＶカメラ９が搭載されている。

上記構成の従来のモノレール式点検ロボットシステムに
おいても、電力供給、信号伝送のためのケーブルは不要
であり、レール１に沿って移動するのは走行車３のみで
あるから、走行断面積（第５図Ｂ：巾ＷＸ高さＨ）を小
さくすることができ、原子力発電プラント内の複雑で狭
隘な点検ルートに沿って走行し、点検を行うことができ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記構成の従来の点検ロボットシステムにお
いては、レール１に走行車３側の駆動ピニオン６と噛合
するギヤラック７が埋設されている。また、レール１は
走行車３の車輪５を係合させこれを支持するために、車
輪５の下面からギヤラック７までを抱持する形状とする
必要がある。

これ等の理由でレール１の断面は成る程度大きなものと
なっていた。

レール１の断面が大きくなると、その布設、撤去に大掛
かりな工事を必要とすることとなる。また、狭隘な点検
ルートではレール１を取り付ける適当な構造物がルート
付近に存在しないため、かなりの長い距離無支持でレー
ル１を布設しなければならない場合があり、レール１自
体を軽量化しなければならないが、軽量化にはレールの
強度上から制約がある。

本発明は上記の事情に基づきなされたもので、強度的な
制約がなくレールの軽量化を図ることができるモノレー
ル式点検ロボットシステムを提供することを目的として
いる。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明のモノレール式点検ロボットシステムは、Ｖ字状
断面で走行車の荷重を支持する導電性のレールと、この
レールの内側の面にレールと電気的に絶縁して張設され
た導電性の走行面と、走行車の車体に取り付けられ前記
走行面と協働する導電性の駆動輪と、前記レールおよび
駆動輪に接続された固定局とを設け、前記車体内には回
路部（ｆｉｔ源・信号切替回路、各種信号伝送回路、制
御回路、バッテリ充電回路）、前記駆動輪を駆動する駆
動部、前記回路部および駆動部に電力を供給するバッテ
リ、各種点検用センサ（ｒＴＶカメラ等）、これ等を任
意方向に向けるための雲台を搭載し。

前記固定局には電源装置、各種信号伝送装置、電源・信
号切替装置、制御装置５表示装置、操作パネルを設け、
前記レールおよび走行面の形成する伝送路を前記電源・
信号切替装置、電源・信号切替回路により電力伝送、信
号伝送に切り替えて使用することを特徴とする。

（作用） 上記構成の本発明モノレール式点検ロボットシステムに
おいては、上記から明らかなようにレールがＶ字状断面
としであるため断面係数の関係で。

薄肉としても十分な強度を示すから、レールの小型軽量
化が可能であり、その布設、撤去に要する手数、時間を
節減することができる。

また、電源、信号の伝送を切り替えて１箇の伝送路で行
うようにしているので、最小限の伝送路でも多機能の点
検ロボットシステムとすることができる。

（実施例） 第５図Ａ、Ｂと同一部分には同一符号を付した第１図本
発明−実施例の走行車およびレールの斜視図、第２図は
その一部切断正面図、第３図は本、　　発明のシステム
全体の系統図である。これ等の図において、レール１０
は頂角９０″′のＶ字状断面としてあり、頂角を下に向
けて布設されている。

レール１０の一方の側壁の内面には、レール１０長手方
向に沿って絶縁板１１を介して導電ギヤラック１２が取
り付けられている。走行車１３は駆動部１４ａ１回路部
１４ｂ、バッテリ１４ｃを内蔵した車体１４と、この車
体１４の上面から突出し車体１４上面に平行な部分、垂
直な部分およびこれに連なりレール１０の前記一方の側
壁内面に垂直な部分とからなり、絶縁板１５ａを介して
車体上面に取り付けられた２箇の懸吊板１５と、この懸
吊板１５の先端に板面に垂直な軸１６ａを中心として可
回動に取り付けられ、前記ギヤラック１２と噛合する導
電駆動ピニオン１６と、車体上面に絶縁板１７ａを介し
て取り付けられ、レール１０の両側壁外面に当接される
導電支持ローラ１７とを有する。なお、図中１８は絶縁
板１８ａを介してレール１０を図示しない構造物に吊下
支持するためのレール設置具を示している。さらに。

レール１０および導電ギヤラック１２はケーブル１９に
より後に説明する固定局２０に接続されている。

走行車１３の駆動系は第２図に示されている。

すなわち、駆動部１４ａ側の懸吊板１５基部の外側の面
には、駆動部１４ａ内の駆動源のプーリ（図には現れて
いない）とベルト２１を介して連結されたプーリ２２が
設けられ、また内側の面には前記プーリ２２と同軸一体
のベベルギア２３が設けられている。さらに、懸吊板１
５の屈曲部より先の部分の下部には前記ベベルギアと噛
合するベベルギア２４と、懸吊板の外側に位置しベベル
ギア２４と同軸一体のプーリ２５と、上部に位置し前記
プーリ２５とベルト２６を介して連結された駆動ピニオ
ン１６と同軸一体のプーリ２７とが設けられている。駆
動ピニオン１６の軸には、支軸が自由に回動できるよう
に嵌合され、この支軸先端には導電駆動ピニオン１６の
軸に垂直な軸を中心として可回動の支持ローラ１６ａが
取り付けられている。

前記各回と同一部分゛には同一符号を付した第３図は本
発明システムの信号伝送、電力供給に関する系統のブロ
ック図である。固定局２０には制御装置２１、電源・信
号切替装置２２、電源・信号切替装置２２および制御装
置２１に接続されたセンサ信号受信装置２３、同様に前
記両者に接続された制御信号送受信器２４、電源２５が
設けられている。なお１図中２６．２６はそれぞれＣＲ
Ｔデイスプレィ、２７は操作パネルを示す。前記電源・
信号切替装置２２はケーブル１９．１９によりレール１
０、導電ギヤラック１２と接続されている。

一方、走行車１３の回路部１４ｂには電源・信号切替回
路３１、センサ３２、このセンサの出力を受は前記電源
・信号切替回路３１に接続されたセンサ信号送信回路３
３．前記電源・信号切替回路３１に接続された制御信号
送受信回路３４、この制御信号送受信回路に接続された
制御回路３５、バッテリ１４ａを適時に充電する充電回
路３６、駆動部１．４　ａ内の図示しないモータを駆動
するモータ駆動回路３７とが設けられている。なお、前
記信号電源切替回路３１はケーブル３８．３８により導
電駆動ピニオン１６、導電支持ローラ１７に接続されて
いる。

上記構成の本発明モノレール式点検システムは次のよう
に作動する。

走行車１３の走行は次のようにしてなされる。

すなわち、走行車１３はレール１０の下面に支持ローラ
１７を当接させ、導電駆動ピニオン１６をレール１０上
面の導電ギヤラック１２に噛合させ。

支持ローラ１６ａをレール１０の内面の絶縁板１１に当
接させ、いわば導電駆動ピニオン１６と一方の導電支持
ローラ１７との間、支持ローラ１６ａと他方の導電支持
ローラ１７との間にレール１Ｏをはさみこんだ形でレー
ル１０上に載架されている。

ここで、車体１４の駆動部１４ａ内の図示しないモータ
の回転により、ベルト２１、プーリ２２゜ベベルギア２
３．２４．プーリ２５、ベルト２６、プーリ２７を介し
て導電駆動ピニオン１６を回転させれば、走行車１３は
レール１０に沿って走行することとなる。この走行は導
電駆動ピニオン１６の正逆転により何れの方向にも行う
ことができる。なお、上記のように走行車１３はレール
１０をはさみこむ形でレール１０上に載架されているの
で、走行中脱線するおそれがないだけでなく、走行ルー
ト中に垂直上昇、上下反転部分があっても円滑に走行す
る巳とができる。なお、導電駆動ピニオン１６および導
電支持ローラ１７は、走行車１３を支持するに十分な機
械的強度を有するものとされ、且つ電気的接触面積を十
分に取れる形状、筒数とされている。

次に、走行車１３、それによる点検等の制御につき説明
する。今、走行車１３が点検スタート地点に停止してい
るものとする。この状態においても走行車１３内の制御
回路３５等は、搭載したバッテリ１４ｃにより常時作動
状態におかれている。

なお、バッテリ容量は既知であるから固定局２０側にお
ける時間管理により、レール１０、導電ギヤラック１２
から電力供給を行い、充電回路３６によりバッテリ１４
ｃの充電を行う。この時、充電回路３６はバッテリ１４
ｃの充電量を検知しながら充電を行う、これにより、バ
ッテリ１４ｃの放電状態となることを防ぎ、制御回路３
５等が動作不能となることを防止する。なお、充、電回
路３６はレール１０、導電ギヤラック１２間の電圧を検
出して充電を開始するようにしである。

上記の点検スタート地点から移動して他の任意地点で点
検を行おうとする場合には、固定局２０の操作パネル２
７をオペレータが操作し１点検の指示を行う、この指示
により固定局２０の制御装置！！２１が電源・信号切替
装［２２により電源装置２５をレール１０．導電ギヤラ
ック１２に接続し、走行車１３に電力を供給する。この
電力供給を走行車１３のバッテリ充電回路３６が検知し
、制御回路３５は電源・信号切替回路３１により電力供
給を受けられる状態に回路を切り替える。また、走行車
１３の制御回路３５は制御信号送受信回路３４によって
、電源信号に乗せて制御信号、ここでは通信開始信号を
伝送する。

固定局２０の制御信号送受信器２４はこれを受信し、制
御装置１２１に入力する。その後、制御装！！２１は簡
易命令の形で走行距離、雲台角度１点検の種類等のデー
タを走行車１３の回路部１４ｂに送り、制御回路３５は
これを受けてモータ駆動回路３７により、駆動部１４ａ
、雲台８を動作させる。上記のように制御信号は固定局
２０の信号送受信器２４と走行車１３の制御信号送受信
回路３４とによって、電源ラインすなわちレール１０、
導電ギヤラック１２を介して双方向通信されるようにな
っている。

走行車１３が走行し、雲台８がその角度を変更して点検
対称物（図示しない）がＩＴＶカメラ９の視野に捕える
と、制御回路３５は点検開始信号を送信する。同時に電
源・信号切替回路３１は電源ラインを切り離す、固定局
２０の制御装置２１は前記点検開始信号を受け、さらに
電源装置２５の負荷が０となったことを検出して点検開
始を確認し、電源・信号切替装置ｉ！２２によってセン
サ信号受信器２３がセンサ信号（映像信号、マイクロホ
ンの信号、赤外線カメラ信号等）を受けるように回路を
切り替える。

走行車１３の制御回路３５は前記の切替をバッテリ充電
回路３６の電圧検出により検知し、これにより電源・信
号切替回路３１は、センサ信号送信回路３３によってセ
ンサ信号を送信するよう回路を切り替える。このように
してＩＴＶカメラ９、各種センサ３２の出力信号を固定
局２０に向けて伝送することができる。固定局２ｏでは
伝送された信号をＣＲＴデイスプレィ２６に表示する。

また、この表示は制御装ａ！２１のデータ解析の結果を
表示するものとしてもよい、上記のようにしてオペレー
タは固定局にいるままで、自動的且つ遠隔的に各種点検
を行うことができる。なお、制御装置２１にプログラム
を組み込み、前記の点検を複数箇所に対し順次行い、異
常を発見した時のみ警報を発するようにすることも可能
である。

走行車１３の制御“回路３５は、センサ信号の伝送を開
始してから成る一定時間経過すると、電源・信号切替回
路３１によってセンサ信号ラインを切り離す、固定局２
０の制御袋５！２１はセンサ信号の伝送がなくなったこ
とを検知すると、電源・信号切替袋［２２によって電力
供給および通信を行うように回路を切り替える。走行車
１３の制御回路３５は、バッテリ充電回路３６の電圧検
出により電力が供給されていることを検知し、電源・信
号切替回路３１により電力供給を受けるとともに。

通信を行うように回路を切り替える。これにより、走行
車１３と固定局２０との間は、レール１０、導電ギヤラ
ック１２を介して電力授受、制御信号通信が可能な状態
となる。センサ信号受信時に固定局２０側から走行車１
３を自由に制御することはできないが、上記のように成
る一定時間間隔で切替を行うことにより擬似的双方向通
信を行うことができる。この切替時間間隔は上記のよう
に走行車１３側に設置したタイマによって定めてもよい
し、制御装置！２１からオペレータまたはタイマが指令
して定めるようにしてもよい、さらに、仮に点検が終了
する前に前記の切替がなされたとしても、再び点検を開
始しこれを継続するように容易に切り替えることができ
るから、本発明に係る点検ロボットシステムの機能が損
われることはない。

また、固定局２０から走行車１３に制御回路３５に制御
データを伝送し記憶させておき、バッテリ１４ｃにより
走行車１３を走行させるようにすれば、走行車１３を走
行させながら走行車１３から固定局２０にセンサ信号を
伝送することもできる。

第１図、第２図と同一部分には同一符号を付した第４図
は本発明の第２の実施例の第２図と何様の図である。こ
の図において、Ｓ吊板１５はＬ字状としてあり、導電ギ
ヤラック１２は導電レールｌＯの谷の底部に布設されて
いる。また、導電ギヤラック１２に噛合する導電駆動ピ
ニオン１６は。

レール１０の頂角の二等分線に垂直な軸を有するものと
され、ベルト２６、プーリ２７を介して駆動部１４ａ内
のモータにより駆動される。また。

導電駆動ピニオン１６の軸には前記導電駆動ピニオン１
６の両側に位置して、大径端を円弧上断面とした円錐台
状の駆動ローラ４０が取り付けられている。この実施例
においても、走行車１３は前記実施例のそれと同様に走
行することができ、各種の点検を行うことができる。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されない。

例えば、走行車走行のための電力供給のみをレール１０
および導電ギヤラック１２により行い、各種信号伝達は
無線通信により行うようにしてもよい。

また、レール１０に分岐を設け、これを切り替えて任意
の箇所に走行車１３を移動させるようにすることもでき
る。

さらに、複数台の走行車１３を連結または非連結でレー
ル１０上を走行させるようにし、各走行車に各種機能を
分散搭載するようにしてもよい。

また、駆動のための導電駆動ピニオン１６、導電ギヤラ
ック１２に代え、単なる摩擦駆動車輪、平滑な導電帯条
を設けてもよい。

さらに、導電支持ローラ１７は接触集電子としてもよい
。

［発明の効果］ 上記から明らかなように本発明のモノレール式点検ロボ
ットシステムにおいては、レールがＶ字状断面としであ
るため断面係数の関係で、薄肉とじでｔＪ　（−分な強
度を示すから、レールの小型軽量化が可能であり、その
布設、撤去に要する手数、時間を節減することができる
。さらに、上記のように軽量化がなされる結果、点検ル
ート近傍に適当な支持構造物がない場合には、長区間無
支持で布設しても安全である。また、電力、信号の伝送
線路を別途設けることなくレール、導電ギヤラックがこ
れを兼ねるから、レール断面は一層小型化することがで
き、走行経路設置に必要な空間を小さくすることができ
るので、狭隘な点検ルートにも十分対応することができ
る。また、電源、信号の伝送を切り替えて行うようにし
ているので、最小限の伝送路でも多機能の点検ロボット
システムとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の斜視図、第２図はその走行車
の正面図、第３図は前記実施例のシステム全体のブロッ
ク図、第４図は本発明の他の実施例要部の正面図、第５
図Ａは従来のモノレール式点検ロボットシステムの側面
図、第５図Ｂはその要部の横断面図である。 １・・・・・・レール　２・・・・・・トロリー線　３
・・・・・・走行車　４・・・・・・集電子　５・・・
・・・車輪　６・・・・・・駆動ピニオン　７・・・・
・・ギヤラック　８・・・・・・雲台　９・・・・・・
ＩＴＶカメラ　１０・・・・・・レール　１１．１５ａ
、１７ａ、１８ａ・・・・・・絶縁板　１２・・・・・
・導電ギヤラック　１３・・・・・・走行車　１４・・
・・・・車体　１４ａ・・・・・・駆動部　１４ｂ・・
・・・・回路部　１４ｃ・・・・・・バッテリ１５・・
・・・・吊下板　１６・・・・・・導電駆動ピニオン１
７・・・・・・導電支持ローラ　１８・・・・・・レー
ル設置具１９・・・・・・ケーブル　２０・・・・・・
固定局　２１・・・・・・制御表［２２・・・・・・電
源・信号切替装ｖ！１２３・・・・・・センサ信号受信
器　２４・・・・・・制御信号送受信器２５・・・・・
・電源装置　３１・・・・・・電源・信号切替回路　３
２・・・・・・センサ　３３・・・・・・センサ信号送
信回路　３４・・・・・・制御信号送受信回路　３５・
・・・・・制御回路　３６・・・・・・バッテリ充電回
路　３７・・・・・・モータ駆動回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｖ字状断面で走行車の荷重を支持する導電性のレ
   ールと、このレールの内側の面にレールと電気的に絶縁
   して張設された導電性の走行面と、走行車の車体に取り
   付けられ前記走行面と協働する導電性の駆動輪と、前記
   レールおよび駆動輪に接続された固定局とを設け、前記
   車体内には回路部（電源・信号切替回路、各種信号伝送
   回路、制御回路、バッテリ充電回路）、前記駆動輪を駆
   動する駆動部、前記回路部および駆動部に電力を供給す
   るバッテリ、各種点検用センサ（ＩＴＶカメラ等）、こ
   れ等を任意方向に向けるための雲台を搭載し、前記固定
   局には電源装置、各種信号伝送装置、電源・信号切替装
   置、制御装置、表示装置、操作パネルを設け、前記レー
   ルおよび走行面の形成する伝送路を前記電源・信号切替
   装置、電源・信号切替回路により電力伝送、信号伝送に
   切り替えて使用することを特徴とするモノレール式点検
   ロボットシステム。
2. （２）前記走行面は導電ギヤラックとし、前記駆動輪は
   導電駆動ピニオンとしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のモノレール式点検ロボットシステム。
3. （３）前記導電ギヤラックは前記レールの一側壁内面に
   設けられ、導電駆動ピニオンの中心部にはこのピニオン
   に回転方向に拘束されない支持軸に支持させ前記レール
   の他の側壁内面に当接される支持ローラが設けられたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のモノレール
   式点検ロボットシステム。
4. （４）前記導電ギヤラックはレールの谷底部に設置され
   、前記導電駆動ピニオンは軸をレール頂角の二等分線に
   垂直にして設けられ、その両側にはレール各側壁内面に
   当接される支持ローラが設けられたことを特許請求の範
   囲第１項記載のモノレール式点検ロボットシステム。